国家纳米科学中心超黑材料助力可持续发展科学卫星高精度探测

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2021年11月5日，我国在太原卫星发射中心用长征六号运载火箭，成功将中国科学院研制的可持续发展科学卫星1号（SDGSAT-1，广目地球科学卫星）发射升空。SDGSAT-1是全球首颗专门服务联合国2030年可持续发展议程的科学卫星，旨在实现“人类活动痕迹”的精细刻画，将为表征人与自然交互作用的指标研究和对联合国可持续发展目标实现进行监测、评估和科学研究提供数据支持。国家纳米科学中心纳米复合材料团队为该卫星微光成像仪的多个光学结构件（包括前后框架、光栏等）研发制备了纳米复合超黑材料涂层，将有效提升相机成像的信噪比，大幅提高暗弱目标的探测能力。基于碳纳米材料本征吸光和微纳复合结构光陷阱协同吸光机制，国家纳米科学中心研制的纳米复合超黑材料，在紫外-可见-近红外范围吸收率高达99.6%，2-16 μm波长红外发射率99%，达到了接近极限的光吸收特性，并实现了大面积工程化制备及应用。涂层性能超过航天领域国内外现役产品，吸光率和技术成熟度均优于美国宇航局纳米技术路线图指标；经独立第三方检测，全面满足了广角吸收、高频振动、高速冲击、质量损失、紫外老化、冷热循环等卫星发射和空间极端环境应用的各项指标。这是继纳米复合超黑材料成功应用于2021年4月9日发射的试验六号03星后的又一个标志性进展，其工艺性、均一性、可靠性、稳定性等实用特性进一步大幅提升。具有极限吸光特性的纳米复合超黑材料在杂散光消除、黑体辐射源等空天探测领域有着非常广阔的应用前景。

　　图：具有纳米复合超黑材料涂层的微光成像仪光学结构件（左）和面源黑体试验件（右）

       文章来源：国家纳米科学中心