【科技日报】仿生复合膜或成航天器防护“新装”

  科技日报讯 （记者吴长锋）记者11月29日从中国科学技术大学了解到，该校俞书宏院士团队受天然珍珠母“砖—泥”层状结构的启示，研制出一种新式航天器外层防护资料——聚酰亚胺—纳米云母复合膜。这种新资料因为采用了共同的仿生规划，其力学功能和空间极点环境耐受性均得到十分显着提高，有望替代现有的聚酰亚胺基复合膜资料。该效果日前发表于《先进资料》上。

  聚酰亚胺薄膜因其优异的力学功能、绝佳的耐热性和杰出的耐化学性，成为太空探测器“防护服”的绝佳资料。但是，与其他碳氢聚合物相同，该资料在太空环境中也极易遭到原子氧进犯，导致物理和力学功能急剧下降，现在还没有很好的处理手法。此外，宇宙射线辐射和空间碎片碰击等极点环境也对其稳定性提出严峻的检测。

  受天然珍珠母的“砖—泥”层状结构启示，科研人员使用前期开发的具有优异才能力学功能和紫外屏蔽功用且可大规划制备的纳米云母片作为构筑基元，与聚酰亚胺前驱体共拼装得到聚酰亚胺—纳米云母复合膜，使用云母的优胜本征特性来补偿聚酰亚胺的缺乏。研讨人员经过改动组分配比，凭借喷涂与热固化联用法构筑了具有双层类珍珠层结构的聚酰亚胺—纳米云母复合膜，使其顶层具有更细密的纳米云母片。这种规划战略不只完成了资料力学功能的有用提高，并且使其上外表临原子氧、紫外辐射和空间碎片等具有更高的反抗功能。

  研讨标明，这种新式仿生复合膜的拉伸强度、杨氏模量和外表硬度别离为125兆帕、2.2吉帕和0.37吉帕，比纯聚酰亚胺膜别离高出45%、100%和68%。因为共同的双层类珍珠母结构和云母纳米片的固有功能，仿生复合膜的功能显着优于纯聚酰亚胺薄膜、单层类珍珠母结构的聚酰亚胺—云母复合膜和以往报导的聚酰亚胺基复合资料。此外，其抗紫外线老化性和高温稳定性也得到显着提高。

  这项研讨提出的共同双层仿珍珠母结构规划战略，为规划构筑其他高功能纳米复合资料供给了新思路。