新華社合肥11月30日電(記者徐海濤)記者從中國科學技術大學獲悉,受天然珍珠母“磚-泥”層狀結構啟發,近期該校俞書宏院士團隊研制出一種新型航太器外層防護材料——聚酰亞胺-奈米雲母復合膜。由于採用了獨特的倣生設計,其力學性能和空間極端環境耐受性均得到顯著提升。
聚酰亞胺薄膜因其較好的力學性能、熱穩定性和耐化學性,成為制作太空探測器“防護服”的重要材料。但這種材料在太空環境中也容易受到原子氧攻擊,導致物理和力學性能下降。此外,宇宙射線輻射,以及空間碎片撞擊等極端情況,也對其穩定性形成威脅。
俞書宏院士團隊受天然珍珠母的“磚-泥”層狀結構啟發,通過改變組分配比,借助噴涂與熱固化聯用法,構築了聚酰亞胺-奈米雲母復合膜,使其頂層具有更致密的奈米雲母片。這種設計策略實現了材料力學性能的提升,而且使其上表面對原子氧、紫外輻射和空間碎片等具有更好的防護能力。
日前,國際知名學術期刊《先進材料》發表了該成果。據介紹,這項研究提出的獨特雙層倣珍珠母結構設計策略,也為設計構築其他高性能奈米復合材料提供了新思路。