近日，記者從中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱新疆理化所）獲悉，該所與多家科研機(jī)構(gòu)合作，以地球玄武巖為原料模擬火星壤，通過熔融拉絲實(shí)驗(yàn)成功獲得連續(xù)火星壤纖維，并進(jìn)一步探討了火星特殊環(huán)境下對(duì)纖維的多重影響。這一研究證實(shí)了火星壤連續(xù)制備纖維材料的可行性，意味著在未來火星基地建設(shè)中可實(shí)現(xiàn)“就地取材”。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《交叉科學(xué)》。

　　據(jù)介紹，近年來火星基地建設(shè)受到眾多科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注。新疆理化所馬鵬程研究員團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所、香港中文大學(xué)（深圳）等單位合作，以火星基地建設(shè)中對(duì)高性能增強(qiáng)體材料的需求為出發(fā)點(diǎn)，探究了利用火星壤制備連續(xù)纖維并用于建設(shè)火星基地的可行性。

　　馬鵬程帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于玄武巖纖維高性能研究及應(yīng)用。“雖然目前還沒有火星壤實(shí)物，但地球上廣泛存在的玄武巖，無論在化學(xué)成分、礦物相組成還是在類似熔融行為上，都與其十分相似。”馬鵬程說，以玄武巖為原料模擬火星壤，科研團(tuán)隊(duì)近年來進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，模擬火星壤在1360℃可完全熔融，且在熔融-冷卻過程中無明顯晶體析出，熔體在淬冷后轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)玻璃體，具備了進(jìn)一步制成纖維的良好性能。

　　以此實(shí)驗(yàn)結(jié)果為指導(dǎo)，科研人員采用熔融-牽引法在不同成纖速度下獲得了連續(xù)火星壤纖維?？蒲腥藛T進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn)，在較低的成纖速度下，制備的火星壤纖維具有更致密的原子結(jié)構(gòu)，使其更容易抵抗外界破壞，進(jìn)而具有較好的力學(xué)性能。隨著成纖速度的增加，纖維的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量呈下降趨勢(shì)。

　　此外，科研人員結(jié)合火星低重力、特殊大氣（低氣壓以及惰性氣氛）等環(huán)境條件，分析了上述因素對(duì)纖維成纖過程及性能的影響。

　　馬鵬程表示，研究結(jié)果證實(shí)了以火星壤為原料可獲得連續(xù)、直徑可控的纖維材料，所得纖維有望通過復(fù)合技術(shù)實(shí)現(xiàn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備，這對(duì)于原位利用火星壤建設(shè)火星基地具有重要的應(yīng)用價(jià)值。