冷劲松教授
课题组研制的“基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的可展开柔性太阳能电池系统”,2019年12月27日搭载中国空间技术研究院研制的实践二十号卫星在海南文昌随长征五号火箭成功飞天。作为卫星的主要任务之一,该系统于2020年1月5日成功完成了关键技术试验,在国际上首次实现了基于形状记忆聚合物复合材料结构的柔性太阳能电池的在轨可控展开,总体单位认为:解决了柔性太阳能电池的地面卷曲锁紧-在轨可控展开-展开后高刚度可承载的难题。
杜善义院士、韩杰才院士的带领下,我校复合材料与结构研究所于20世纪90年代初就在国内较早地确立了智能材料与结构的研究方向。在其“理工结合,服务航天”发展理念的指导下,冷劲松教授课题组从事智能材料结构力学及其在航天、航空、生物医学等领域的应用研究。2006年开始,课题组开展形状记忆聚合物及其复合材料结构的研究,自主研发了适用于航天环境的多种类、不同系列的形状记忆聚合物材料,这些材料能满足高低轨道等不同极端空间环境的需求。与形状记忆合金(Shape Memory Alloy)不同,
形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer)是一种激励响应聚合物材料(见图1),具有主动可控大变形(20%-500%)、驱动方式多样、刚度可变等特性,可被设计成集驱动与承载功能一体化的部件,结构简单,可靠性高,未来有望部分替代复杂的机电驱动系统。
在国际上首次实现了基于形状记忆聚合物复合材料结构的柔性太阳能电池系统的在轨可控展开,两次在轨任务的成功,标志着我国智能材料及其航天器结构的研究处于国际前列。在前期技术积累的基础上,基于形状记忆聚合物复合材料的智能结构,还将应用于我国首次火星探测任务—“天问-1号”。未来,相关技术也有望应用于深空探测、空间站、探月工程、卫星等不同航天器平台中的空间可展开结构、锁紧释放机构及柔性太阳能电池系统(见图3),在航天、航空、汽车、高端装备、智能制造、机器人及生物医疗等领域具有广泛的应用前景。
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最后编辑时间为: 2020-06-21 16:35 Sunday
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