在月球资源开发领域,一项突破性成果引发关注。东华大学研究团队成功利用嫦娥五号带回的真实月壤,在模拟月球环境下制备出全组分纤维样品,为地外原位资源利用开辟了新路径。这项历经十年攻关的研究,不仅攻克了极端环境材料制备难题,更实现了从实验室到工程化的关键跨越。
研究团队面对的首个挑战是月壤样本的稀缺性。实验室中珍藏的0.5克月壤,取自嫦娥五号采集的月球玄武岩质样品,其历经数十亿年太空风化形成的独特结构,既为研究提供了珍贵素材,也带来了技术难题。"当质疑声响起时,我们选择用行动回应。"项目负责人成艳华研究员回忆道。团队创新性地借鉴传统熔融拉丝工艺,将月壤在高温下转化为液态,再通过精密牵引形成连续纤维,最终制备出长度达3米、直径与头发丝相当的样品。
为适应月球极端环境,研究团队自主研发了全球首台模拟月球环境纺丝装置。该装置突破了高真空、微重力条件下设备失效的技术瓶颈,实现了从毫克级样品制备到连续化生产的跨越。经过三代装备迭代,团队先后攻克了材料相变控制、纤维均匀性保障等关键技术,形成具有完全自主知识产权的核心技术体系,并荣获第二十五届中国国际工业博览会大奖。
这项成果的工程化应用前景广阔。据研究人员介绍,月壤纤维可应用于柔性结构材料、月壤混凝土增强等领域,显著降低地月运输成本。目前团队已启动空间环境验证实验,首件月壤纤维(模拟)实验样品随天舟货运飞船进入中国空间站,将在舱外暴露平台接受长期考验。这项研究为2035年月球科研站建设提供了重要技术储备,标志着我国在地外极端环境材料领域迈入国际前沿。
回溯研究历程,2016年启动的上海市科委重大基础研究项目为这项成果奠定了基础。从纳米材料研究起步,到聚焦地外极端环境材料,团队逐步构建起完整的技术体系。2020年嫦娥五号月壤样本返回后,研究重心转向无机纤维制备技术,最终将"地外纺丝"的构想转化为现实。当前研究虽处于基础验证阶段,但已为未来月球基地建设提供了关键技术选项,展现了我国在深空探测材料领域的创新实力。











