从蚂蚁身上找灵感,给卫星“贴膜”散热


来源:中国航天报

[导读]  研发成本较低、实施便捷的高效散热技术迫在眉睫。

中国粉体网讯  当前,卫星产业正朝多功能、大批量和低成本的方向发展,卫星体积越来越小、功能越来越集中,散热成为批量化卫星星座发展的关键难题之一。因此,研发成本较低、实施便捷的高效散热技术迫在眉睫。

中国航天科技集团有限公司八院509所研制的高性能纳米热控薄膜散热性能优异,性能达到国内领先、国际先进水平,目前已用于多个卫星型号,并在民用市场多领域取得初步应用成果,服务国家“双碳”战略。

从蚂蚁外衣到纳米薄膜的灵感迸发

509所项目负责人付鑫介绍:“我们了解到撒哈拉银蚁头部的纳米外衣是一种三维微纳结构,可使蚂蚁在地表70摄氏度环境中仍保持53摄氏度体温极限。受此启发,我们从源头上开始探索。”

历经无数次微观结构设计迭代、选材配比、试验验证,研制团队实现了对太阳光谱段和红外谱段的调控。与传统热控涂层相比,高性能纳米热控薄膜散热性能提高30%以上,即便是在阳光90度角直照情况下,仍具有可观的散热能力。这一突出的技术优势解决了卫星阳光受照面散热难题,使整星散热面积拓展20%以上,缓解了卫星散热面不足的困境。

目前,纳米热控薄膜已在4颗卫星上进行搭载验证,在轨性能稳定,奠定了在型号大批量推广应用的基础。



从空间应用到民用市场的全面拓展


在空间飞行器上取得阶段性应用成果后,509所项目团队把目光转向了民用市场。随着国家“双碳”战略的推进,绿色低碳生活成为新时尚。作为耗电大户的制冷降温行业,呼唤一种零功耗的被动散热降温技术。

以通信行业为例,5G基站功耗约为4G的2.5~3倍,将消耗全球20%的电力。如果将纳米热控薄膜贴覆在其表面,可降低10~20摄氏度,有效减少制冷所需的电功耗。液化天然气罐、油气储罐等采用了纳米热控薄膜后,也可降低10摄氏度以上的表面温度,显著提高贮运安全性,减少油气蒸发损失量,具有较大的经济和安全效益。同理,纳米热控薄膜在大型厂房屋顶、汽车遮阳等领域都有着广泛的应用前景。

目前,509所已和民用领域多家龙头企业开展研发合作,计划在未来3年逐步将产品推向市场。

(中国粉体网编辑整理/平安)

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