中国科大联合国家纳米中心合作研发纳米复合超黑材料 持续助力卫星高精度空间探测
9月5日，我国在西昌卫星中心使用长征三号丙运载火箭/远征一号上面级，成功将试验二十九号卫星发射升空。该卫星主要用于空间环境探测及相关技术试验。中国科学技术大学工程科学学院微纳米复合材料研究所和国家纳米科学中心纳米复合材料团队联合为该卫星的多个光学构件表面（包括复杂异型遮光罩、柔性可展开结构、精密光学支撑结构及热控薄膜等）研发制备了大面积纳米复合超黑材料，将大幅提升卫星空间环境探测能力。
纳米复合超黑材料样件微纳结构三维重构图
研发团队提出了宏观有序、微纳无序的吸波材料多孔序构设计思想，结合碳纳米材料本征强吸收和多孔序构提升吸波效能，利用梯度调控与光学陷阱效应，协同实现减反增深、多重反射与散射增强，研制出紫外-可见-近红外波段光吸收率高达99.6%的纳米复合超黑材料；同时通过界面力学设计显著提高了多级次界面强度，协同保障序构结构在极端载荷条件下的力学稳定性和在极端空间环境下的长效服役性能；进而发展了百平方米级工程化制备技术，获得了轻质强韧、高效吸波的复合材料体系。其综合性能优于国内外航天领域现役同类产品，吸光率和技术成熟度均超过美国宇航局纳米技术路线图相关指标。经独立第三方检测，该材料全面满足广角吸收、高频振动、高速冲击、质量损失、紫外老化、冷热循环等卫星发射和空间极端环境应用要求。
据悉，这已是纳米复合超黑材料近五年第5次成功应用于国产卫星。在前期应用基础上，本次任务是中国科大和国家纳米中心团队在工程化大面积纳米复合超黑材料应用方面取得的又一突破性进展。同时，这也是该团队研发的纳米复合柔性超黑薄膜首次应用于空间卫星，标志着该材料技术在系列化、工艺性、均一性、可靠性、稳定性等实用性能方面实现显著提升。具有极限吸光特性的纳米复合超黑材料在抑制杂散光、黑体辐射等空天探测领域有着非常广阔的应用前景。
（工程科学学院）
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