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“太空冰箱”助天舟四号逐梦苍穹

灵槎准拟泛银河,剩摘天星几个。近日,在南海之滨的文昌航天发射场,天舟四号拂羽飞天,开启了我国空间站货物运输系统的第四次远征。

作为我国空间站建造阶段的首次发射,被称为“太空快递”的天舟四号承担着为神舟十四号航天员提供物资保障等任务。如何打包具有较强温度敏感性的基础保障、医疗检测等物资?中国航天科工三院306所(下称306所)研发的专利产品气凝胶发挥了重大作用,由该材料“护体”的低温锁柜能够保护航天物资有效抵御太空中的“极寒”环境。

为“太空冰箱”隔热

能帮助航天器抵御“极寒”和“极热”太空环境的气凝胶是306所的“拳头产品”。十几年来,该所一直致力于研发适用于长征五号运载火箭、天舟系列货运飞船、祝融号火星车等不同航天器的气凝胶材料,已在该领域拥有了76件专利。

306所热防护技术部有关负责人在接受中国知识产权报记者采访时介绍:“气凝胶的结构是由纳米尺度的固体骨架构成的一个三维立体网络,其包含丰富的纳米孔隙,孔隙率高达99.8%。这种特殊结构使空气被锁定在内部结构中无法自由传热,其导热系数仅为静止空气的一半,是世界上隔热性能最好的固体之一。”

正因为气凝胶材料具有优异的隔热性能,其被多种航天器广泛应用。2013年,当306所接到为天舟系列货运飞船研发低温锁柜保温材料的任务时,研发人员面临一项新的考验。低温锁柜又被称为“太空冰箱”,其对保温材料有更严苛的技术要求:热导率要比原有气凝胶更低;为节省货运飞船空间,保温材料体积要更小。

如何在降低热导率的情况下,进一步缩小气凝胶的体积,成为306所研发团队面临的首要难题。306所热防护技术部有关负责人介绍:“经过5个月的技术攻关,研发人员终于找到了突破口。我们以现有气凝胶材料为基材,通过特殊工艺将现有的气凝胶材料‘真空化’,制备成真空绝热板,其热导率只有原有气凝胶材料的一半,且具备优异的隔气性和耐刺穿性。”

“从在天舟一号上首次应用,到在天舟二号上技术升级,再到伴随天舟四号开启新的‘太空之旅’,气凝胶材料的迭代升级,正是306所‘刻苦攻关、开拓新研’精神的有力诠释。”上述负责人表示。

助航天事业逐梦

“我们的一件核心专利于2018年获得中国专利金奖。”306所预研处有关负责人表示,306所在气凝胶材料领域取得的创新成就,离不开该所建立的一套完善的知识产权管理体系。“讲究布局时效”“注重专利价值”“鼓励技术转化”是306所做好知识产权管理工作的关键词。

“讲究布局时效”是指一手抓自主创新,一手抓专利布局。专利布局人员与技术研发人员如影随形,以保证技术创新和专利布局同步开展,实现了“哪里有创新,哪里就有专利”。

“注重专利价值”是指鼓励研发人员布局一批高价值专利。306所预研处有关负责人介绍:“为提升专利价值,我们从多维度对新技术进行价值评估。在创造阶段,评估技术的市场潜力;在运用阶段,评估专利转化的市场效益;在保护阶段,评估专利保护的权利范围。针对高价值专利,该所制定了一系列奖励措施,有效促进了专利质量的持续提升。”

在“鼓励技术转化”方面,为了使306所研发的气凝胶等先进材料应用于更多领域,该所下大力气促进专利技术面向国家重大需求和国民经济主战场的转化应用,针对不同层次、不同领域,制定了专门的技术成果转化制度和奖励办法,促进了气凝胶材料在航空航天、石油石化、新能源等领域的大规模应用。

306所预研处有关负责人表示:“目前,我们已发展形成一套相对完整的知识产权管理体系,拥有600余件专利,在服务我国航天事业发展的同时,积极探索航天特种材料的市场价值。”

从天问“探火”到天舟“送货”,在“极寒”“极热”严酷环境的历练下,306所自主研发的气凝胶材料不断升级,为多种航天器披上“太空战甲”,成为中国航天梦的守护者。

责编:焦瑞智

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