嫦娥五号带回的月壤样本里,给一个个颗粒做了高精度的热导率测量,这事儿算是填补了一项空白。

咱们的团队在给嫦娥五号带回来的月壤样本里,给一个个颗粒做了高精度的热导率测量,这事儿算是填补了一项空白。由中国科学院空间应用中心、清华大学还有中国科学院地球化学研究所凑在一块儿干的这活儿,让大家在研究月球物质这方面往前迈了一大步。大家以前都没这么细地测过单颗月壤的导热能力,现在测出的数据都被刊登到了国际顶尖刊物上。 这发现挺有意思,那些埋在月壤里的胶结物颗粒,放在真空里表现出了超乎寻常的隔热本事,它们的热导率只有8毫瓦每米开尔文。这个数值不仅能跟人类造出的超级气凝胶媲美,还刷新了天然材料导热最差的纪录。研究人员给这些材料拍了个仔细的结构照,发现这种超低的导热性能全靠太空风化弄出来的特殊结构——一堆多级的孔隙加上各种不一样的界面混在一块儿干活,把热传递的“分子”(声子)给拦在了外面。 为了搞明白这背后的门道,咱们用了两种手段:一种是从原子级别开始模拟,另一种是在介观尺度上建模型。这么一折腾就搞清楚了,月壤隔热不是单纯靠有空洞这么简单,而是通过一种非孔隙主导的微观结构实现的。这种大自然弄出来的控温机制,给咱们设计极端环境下用的材料提供了新的思路。研究人员还特别提到,月壤表面那层纳米级别的非晶层和微米级的孔隙配合默契,形成了一道独特的“防火墙”。 我们通过显微镜观察到,月壤颗粒长得样子五花八门,有的像棱角分明的小碎片,有的表面则是光滑的胶结物。这种微观的样子跟月球表面白天热得要命、晚上又冷得要命(温差超过300度)的极端环境是分不开的。咱们研究组的人说,不光是为了加深对月球表面热量怎么变的认识,还因为这天然形成的隔热结构能给咱们地球上的航空航天还有能源存储这些地方提供新材料的设计模板。