随着深空探测与航天技术加速推进，月球表面剧烈的昼夜温差对航天器热控系统带来更高要求。长期以来，科研人员希望从月壤中找到应对极端热环境的“天然方案”。近日，由我国三家科研机构组成的联合团队取得进展，其成果为认识月壤热物理特性并开发新型绝热材料提供了新的研究思路。研究团队利用高精度测试手段，对嫦娥五号返回的月壤样本开展系统测量。结果显示，月壤胶结物颗粒真空条件下的热导率仅为8mW·m⁻¹·K⁻¹，显著低于地球常见矿物，隔热性能也优于多数人工合成绝热材料。更重要的是，此表现并非依赖高孔隙率实现，突破了传统隔热材料主要依靠高孔隙结构降低导热的常见认识。通过多尺度表征，团队继续揭示了月壤超低热导率的成因。月表长期受到微陨石轰击和太阳风辐照，促使矿物颗粒表面形成纳米级非晶层；另外，太空风化产生的微米级孔隙与多种异质界面共同构成复杂的热阻网络。这种天然形成的多级结构能够更有效地散射声子、抑制热量传递，其效果超过单纯依靠孔隙隔热的传统设计。该发现兼具基础与应用价值：在基础研究上，为月球表面热演化过程提供了关键数据；应用上，提出了“非孔隙主导”的隔热机制，为研制轻量化、高强度的绝热材料提供了可借鉴的路径。研究团队负责人表示，这一仿生思路有望用于航天器热防护、深空探测装备以及地面极端环境设施的热管理。业内专家认为，这项工作完成了从现象测量到机理解释的关键推进，显示我国月球物质科学研究上具备国际竞争力。据介绍，涉及的团队正建立月壤微观结构与热物性之间的关联模型，未来有望为新一代航天隔热材料研发提供更明确的设计依据。国家航天局相关人士也表示，这些基础研究成果将为后续探月工程及火星探测任务提供支撑。
从月壤颗粒的微观结构中找到热传输被显著抑制的原因，不仅加深了人类对月表环境的认识，也提示工程创新可以从自然演化形成的结构细节中获得启发。下一步的关键，在于把基础发现转化为可用、可靠、可验证的工程能力，使其真正服务于航天任务与更广泛的极端环境应用。