航天三院306研究所打造太空“超级冰箱", 领先全球

近日有消息称，在即将到来的太空站任务中，纳米气凝胶材料将用于制造天舟二号上护送太空物资的低温锁柜，并再次与天舟家族“出征”太空。纳米气凝胶材料在空间站的任务中起什么作用？用它如何创建“超级冰箱”？我们通过第三航空科学技术学院306研究所和第五技术部进行了详细的了解。

蓝色烟雾纳米气凝胶的概念

神奇的纳米气凝胶是什么？气凝胶是一种具有纳米多孔结构的轻质材料，被科学界誉为“改变世界的神奇材料”。这是一个由纳米级固体框架组成的三维网络，网络结构包含丰富的纳米孔，孔隙率可高达99.8％。

因为其骨架结构是纳米级的，可见光可以穿过中间，并且发生瑞利散射，从而使最常见的二氧化硅气凝胶在肉眼上看起来像冷冻的蓝色烟雾，这与天空是蓝色的原理相同，因此也有一个很好听的昵称，称为“蓝色烟雾”。

纳米气凝胶的质量最轻拥有非常大的壁表面积

技术人员向我们展示了气凝胶材料的超轻特性，气凝胶具有另外两个显着特性，一个是重量极轻，在轻盈柔软的花朵和羽毛上也可以放置一大块气凝胶，这是因为气凝胶的孔隙率特别高，达到99.8％以上，并且基本上充满了空气，因此赋予了气凝胶特别轻的性能。

第二个是壁表面积非常大，当10克气凝胶材料完全散开时，它的表面可以覆盖一个标准的足球场。

纳米气凝胶是当今世界上已知的最轻的固体材料，它具有出色的隔热性能，是航空航天隔热材料的“扛把子”。在空间站的建设和运营过程中，气凝胶材料已应用于长征5系列火箭，天舟1号和2号货运飞船。

此外，该材料还被用于各种太空设备。在天舟1号和2号货运飞船上用气凝胶制作了真空隔热板，这些隔热板被安装在货运飞船的低温冰柜上，这相当于是具有非常好的隔热和低温隔热性能的“超级冰箱”。

“超级冰箱”由VIP板打造而成

那么，低温储物柜的作用是什么？生产“超级冰箱”的真空隔热板又是什么呢？低温储物柜相当于飞机上的冰箱，它用于存储要运输的航空航天材料，无论外部环境如何变化，都可以确保低温储物柜中物料的温度保持在非常低的水平，确保物料安全，具有非常高的安全性和有效性。

技术人员向我们展示了真空隔热板，真空隔热板的英文全称是Vacuum Insulation Panel，英文缩写是由每个英文单词的第一个字母连接起来的，正好是“VIP”，技术人员将其称为“VIP板”。

其原理是通过特殊工艺“真空化”处理现有的气凝胶材料，从而在保持超低密度特性的同时，将导热率降低到原来的一半，不仅显着提高了导热性，还使其具有良好的阻气性和抗穿刺性。