11 月 29 日訊息，今日中國科學技術大學釋出訊息，表示中國科大研製的用於太空防護的仿生奈米複合膜取得重要進展。

聚醯亞胺薄膜因其優異的力學效能、絕佳的熱穩定性和突出的耐化學性，而成為太空探測器“防護服”的絕佳材料然而，與其他碳氫聚合物一樣，聚醯亞胺材料在太空環境中也極易受到原子氧的攻擊，導致其物理和力學效能急劇下降。

近日，中國科大俞書巨集院士團隊研發了一種新型的針對太空防護應用的聚醯亞胺-奈米雲母複合膜材料，該材料採用了獨特的仿生設計，使其力學效能和空間極端環境耐受性均得到了顯著提升。研究人員受天然珍珠母的“磚-泥”層狀結構啟發，巧妙地設計構築了具有雙層類珍珠層結構的聚醯亞胺-雲母奈米複合膜

▲ 這種膜片製備過程、微觀結構、原子耐受性

區別於以往仿珍珠層奈米複合膜的單層結構設計，在該項研究中，研究人員通過改變組分配比，藉助噴塗與熱固化聯用法構築了具有雙層類珍珠層結構的聚醯亞胺-雲母奈米複合膜，使其頂層具有更緻密的雲母奈米片。這種設計策略不僅實現了材料力學效能的有效提升，而且使其上表面對原子氧、紫外輻射和空間碎片等具有更高的抵抗效能。

瞭解到，這種新型仿生複合膜的拉伸強度、楊氏模量和表面硬度分別為 125 MPa、2.2 GPa 和 0.37 GPa，比純聚醯亞胺膜分別高出 45%、100% 和 68%。此外，其抗紫外線老化性（313 nm）和高溫穩定性（380℃），相比純 PI 膜也得到了明顯提升。

應用方面，這種具有雙層類珍珠母結構的聚醯亞胺-雲母奈米複合膜，有望取代現有材料，作為一種有效的新型航天器外層防護材料，從而用於低軌道環境。