2025年8月25日,清华大学材料学院姜开利教授团队在《先进功能材料》期刊发表突破性研究成果,其研发的超排列碳纳米管堆叠薄膜(SACNT-SF)在2600℃高温下仍保持0.03W/m·K的热导率,为国内航空航天、高超音速飞行器等领域提供关键材料解决方案。
纳米结构创造隔热奇迹
该材料由直径仅1.2纳米的碳纳米管定向排列组成,密度低至2kg/m³,仅为空气的1/60。微观结构显示,纳米管间的接触热阻与管内van Hove奇异点形成双重隔热屏障,配合纳米级孔隙对气体导热的抑制,实现跨温区(室温至2600℃)的稳定隔热性能。
工业应用前景广阔
在模拟测试中,5mm厚薄膜可使内部温度2000℃的金属块外表面温度降至45℃以下,满足航天员舱外服热防护需求。国内某航天企业工程师评价:"这种材料比传统气凝胶轻80%,隔热效率提升3倍,有望应用于重返大气层飞行器的鼻锥部位。"
产业化进程加速
团队已建成国内首条550mm宽幅连续生产线,单卷薄膜长度突破300米。据悉,该材料成本较进口产品降低65%,预计2026年实现航空级产品量产,首批订单来自国内商业航天公司,用于可重复使用运载火箭热防护系统。
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