NASA力推碳纳米管技术，未来航天器将迎来革命性变革

NASA力推碳纳米管技术，未来航天器将迎来革命性变革

引用

nasa

等

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来源

1.

https://www.nasa.gov/directorates/stmd/nanotechnology/

2.

https://science.nasa.gov/science-research/science-enabling-technology/technology-highlights/ravan-cubesat-to-demonstrate-new-technology-for-radiation-balance-measurements/

3.

https://www.plasticsengineering.org/2024/08/composites-for-spacecraft-006003/

4.

https://idstch.com/military/air/carbon-nanotubescnt-revolutionizing-aerospace-from-lightweight-structural-components-radio-frequency-interference-rfi-radiation-resistance-to-de-icing/

5.

https://www.spacedaily.com/reports/NASAs_Carbon_Nanotube_Technology_Aids_Search_for_Life_on_Exoplanets_999.html

6.

https://thermtest.com/potential-of-carbon-the-unsung-hero-of-space

2024年8月，美国宇航局（NASA）在其最新的航空航天研究计划中，再次强调了碳纳米管在航天器制造中的重要性。这种具有独特物理特性的纳米材料，正在为未来的太空探索任务带来革命性的变化。

碳纳米管是一种由碳原子组成的纳米级管状材料，具有优异的力学、电学和热学性能。其杨氏模量高达1 TPa，拉伸强度超过100 GPa，远超传统工程材料。同时，碳纳米管的密度仅为钢的1/6，导电性优于铜，导热性超过金刚石。这些卓越的性能使其成为航空航天领域的理想材料。

在航空航天领域，减轻重量是永恒的主题。碳纳米管的密度仅为钢的1/6，但强度却远超钢材。NASA的纳米技术项目正在开发碳纳米管增强的复合材料压力容器（COPV），这种材料比传统材料轻50%以上，同时具有更好的强度和耐用性。

麻省理工学院（MIT）的研究人员开发了一种名为"纳米缝合"的技术，通过在聚合物复合材料中嵌入碳纳米管，显著提升了材料的机械性能。这种技术可以有效解决复合材料在应力作用下容易分层的问题，提高了航天器结构件的耐用性和可靠性。

在实际应用方面，碳纳米管已经展现出其独特优势。2016年11月，NASA发射了RAVAN立方体卫星，用于测量地球的辐射平衡。该卫星搭载了使用碳纳米管技术的辐射计，其垂直排列的碳纳米管能够高效吸收从紫外线到远红外线的全光谱辐射，为气候变化研究提供了关键数据。

尽管碳纳米管在航空航天领域展现出巨大潜力，但仍面临一些挑战。例如，如何实现大规模生产、如何确保材料的一致性、如何降低制造成本等。但随着技术的进步，这些问题有望得到解决。

NASA计划在未来几年内，将碳纳米管技术应用于更多的航天器项目中。从大型运载火箭的结构件，到深空探测器的热防护系统，再到空间站的辐射屏蔽材料，碳纳米管的应用前景广阔。

碳纳米管技术的发展，将为未来的太空探索任务带来更高的性能和更低的成本。随着研究的深入和应用的拓展，这种神奇的纳米材料有望在不久的将来，成为航空航天领域的主流材料。