“入选”习大大新年贺词的科技进展 装配了怎样的材料技术？

一年一度，中国国家主席都会在12月31日晚上发表新年贺词。贺词中，有对过去一年的回顾和总结，也有对新一年的展望与祝福。

特别地，习近平回顾了2016年的重大科技进步：“2016年，“中国天眼”落成启用，“悟空”号已在轨运行一年，“墨子号”飞向太空，神舟十一号和天宫二号遨游星汉”。这四大科技都是什么？其中又有哪些材料科技助力？材料牛编辑为您整理。

天眼

天眼——500米口径球面射电望远镜，位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中。它由中国科学院国家天文台主导建设，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。它打破了世界上射电望远镜的百米极限，开创了巨型射电望远镜建设的新模式，将为人类发现脉冲星、巡视中性氢、探索暗物质和黑洞、研究宇宙起源和地外文明等提供独一无二的手段。

FAST工程主体中船重工武船集团承担，工程主体由4450块反射面单元拼装而成，而每块反射面单元均为边长10至12米的三角形铝合金网架，面积相当于一个房间的大小，重量约450公斤，而要想将这些大家伙准确安装到位绝非易事。

而将这4450块反射面支撑起来“索网”则是出自于哈尔滨工业大学提出的“短程线”分型方案。整个FAST工程动用了6670根主索、2225个主索节点及相同数量的下拉索。

不同于普通斜拉桥上的钢索安装强度200MPa、200万次弯曲，FAST工程钢索设计要求是安装强度500MPa、200万弯曲次数。十几米长的钢索，误差要求小于1毫米，生产流程必须采用恒温装置，确保所有材料在20摄氏度温度场条件下生产。而这一系列的要求都意味着研发单位需要把材料的技术工艺提高到一个恐怖的水平。

除了材料工艺的要求外，FAST工程的材料使用量也同样惊人。4450块反射面共用去2000多吨铝合金，而支撑反射面单元的钢索则消耗掉了万吨以上的钢材。

悟空

“悟空”——暗物质粒子探测卫星（英文：Dark Matter Particle Explorer，缩写：DAMPE），由中科院空间科学战略性先导科技专项首批立项研制的四颗科学实验卫星之一，是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。悟空将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务，探寻暗物质存在的证据，研究暗物质特性与空间分布规律。

“悟空”最核心的载荷是由尺寸为25×25×600立方毫米的BGO（锗酸铋）晶体和光电倍增管构成的BGO量能器。在整个卫星有效载荷中，BGO晶体的质量占比高达59％。600毫米长的BGO晶体好比卫星的“超级视网膜”，它能帮助“悟空”准确收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子，用“火眼金睛”窥探宇宙中披着“隐身衣”的神秘暗物质。

该晶体为上海硅酸盐所研制，该所也是世界上能研制并量产600毫米超长BGO晶体的唯一供应商，并保持着生长BGO晶体长度的世界纪录。

墨子号

墨子号——量子科学实验卫星，由中科院空间科学战略性先导科技专项首批立项研制的四颗科学实验卫星之一。墨子号主要科学目标是进行星地高速量子密钥分发和广域量子密钥网络实验，并在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态等实验研究。

据上海硅酸盐所报道，柔性薄膜热控涂层、下裙铝合金光亮氧化热控涂层以及高性能碳化硅光学部件已在墨子号上成功应用。

上海硅酸盐所研究团队在卫星下裙表面原位生长了一层具有低太阳吸收比、高红外发射率的热控涂层材料。该热控涂层突破了热辐射指标要求高及卫星下裙尺寸大、形状复杂程度高等涂层制备难点，具有硬度高、空间稳定性好的特点，为卫星与运载火箭的在轨分离及在轨长期正常运行提供重要保障。

上海硅酸盐所研制的碳化硅光学部件具有抗激光损伤、高比刚度、高减重率、良好的热稳定性等优异性能，总体水平处于国际先进水平，可满足高稳定长寿命卫星有效载荷的应用需求。

神舟十一号和天宫二号

2016年9月15日，天宫二号空间实验室升空。10月17日，神舟十一号飞船发射升空。10月19日，飞船与天宫二号对接成功。11月18日下午，神舟十一号载人飞船顺利返回着陆。天宫二号是中国第一个真正意义上的空间实验室，将用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验。而在此次进行的科学实验中，其中包含了综合材料实验。

综合材料实验配有18个样品材料（12个实验样品，6个热物性测量样品），每次制备或测量6个样品，分三批进行实验。十二个材料制备测试实验主要是基于微重力条件下制备材料，研究其对生长、性能的影响，揭示规律。

例如通过“碲溶剂法”在微重力下生长ZnTe:Cu晶体。探索微重力下生长晶体的组分分布均匀性、缺陷浓度，研究揭示微重力下“碲溶剂法”生长高质量晶体的过程和机制，用以有效地指导地面晶体生长；研究微重力条件下偏晶合金定向凝固过程及其形成机理，探明重力及其导致熔体对流对多元偏晶合金凝固过程和组织的影响；制备Mn（锰）组分均匀分布的InMnSb晶体材料，探索锰离子在InSb基质材料晶格中的占位情况及分布规律，了解锰的组分均匀性和材料磁性质之间的关系，获得InMnSb材料生长的规律性技术参数等等。

更详细的材料综合实验内容，请参考：我们的征途是星辰大海：盘点“天宫二号”中的材料制备测试实验

综合材料实验由中科院物理所和中科院上海硅酸盐所共同牵头负责，西北工业大学，中科院国家空间科学中心、上海技术物理研究所、半导体所和金属所共同参与。

2017年，中国科技和中国材料科技，又会给大家带来怎样的惊喜？撸起袖子加油干吧！

材料牛编辑整理。

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