太空电梯迎来新希望！中国团队在碳纳米管领域取得重大突破

太空电梯迎来新希望！中国团队在碳纳米管领域取得重大突破

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https://www.sohu.com/a/784697034_570536

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https://new.qq.com/rain/a/20240606A037YL00

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https://zh.cn.nikkei.com/columnviewpoint/column/56247-2024-08-16-05-00-23.html

近日，西北工业大学材料学院赵廷凯教授团队在碳纳米管研究领域取得重要突破，为人类实现太空电梯的梦想带来了新的希望。

太空电梯，这个听起来像是科幻小说中的概念，实际上已经提出了100多年。它的基本原理是利用一根长达36000公里的缆绳，一端固定在地球表面，另一端连接一个空间站，通过地球自转产生的离心力保持平衡。然而，要实现这一构想，最大的挑战在于找到一种既轻巧又足够坚固的材料来制造缆绳。

碳纳米管，这种被誉为“新材料之王”的物质，具有惊人的物理性能：强度是碳纤维的50-100倍，电子迁移率是铜的10万倍，同时还具备优异的吸波、电磁屏蔽效应和高达99%的电热转化率。这些特性使其成为建造太空电梯缆绳的理想选择。

赵廷凯教授团队长期致力于碳纳米管的研究，他们在制备工艺、结构与性能方面取得了显著进展。此前，清华大学魏飞团队更是实现了重大突破，成功合成厘米级无缺陷碳纳米管，力学强度高达80GPa。

尽管碳纳米管展现出巨大潜力，但要将其应用于太空电梯仍面临诸多挑战。目前，世界上最长的碳纳米管仅0.5米，距离36000公里的实际需求相差甚远。此外，太空电梯还需要解决缆绳在张力作用下的稳定性、自然灾害影响以及太空垃圾碰撞等问题。

日本大林组公司计划在2050年建成太空电梯，但该公司未来技术创造部门的Yoji Ishikawa承认，这一目标实现难度很大，目前仍处于研发和寻求合作阶段。

碳纳米管技术的突破将为太空电梯的实现奠定重要基础。一旦太空电梯建成，其优势将十分显著：运输成本将从目前每公斤2.5万至4万美元降至227美元，甚至可能低至57美元；航天器发射时间将大幅缩短，从目前的6-8个月减少到40天；同时，太空电梯还具有更高的安全性和环保性。

赵廷凯教授团队的研究成果为碳纳米管的大规模应用提供了新的可能性。随着技术的不断进步，人类距离实现太空电梯的梦想或许不再遥远。这一突破不仅将推动航天技术的革命性发展，还将为材料科学、能源技术等多个领域带来深远影响，开启人类探索太空的新篇章。