天舟九号携新型热界面材料升空，突破空间微重力传热技术
热设计
2025 年 7 月 15 日凌晨 5 时 34 分，长征七号遥十运载火箭托举天舟九号货运飞船成功发射，8 时 52 分飞船精准对接空间站天和核心舱后向端口。此次任务中，由大连理工大学马学虎教授、温荣福教授团队研发的空间耐久性热界面材料随 "空间滴状冷凝传热实验模块" 进入太空，标志着我国在微重力环境热管理领域取得突破性进展。搭载的 "空间滴状冷凝传热实验模块" 将在空间站梦天舱两相系统，开展为期数月的长周期在轨实验。该模块核心是团队自主研制的耐久性热界面材料，将首次在 10⁻⁴g微重力环境下，验证其对冷凝液定向输运和高效传热的调控能力。不同于地面重力环境，航天器热控系统在微重力下难以依靠自然对流移除冷凝液，易形成液膜阻碍传热。此次实验的热界面材料通过特殊界面结构设计，利用固液界面作用力驱动凝液快速定向流动，解决了空间环境中 "凝液滞留" 这一世界性难题。
02 从实验室到太空：热界面材料技术跨越
该团队历经十余年攻关，突破了热界面材料在极端环境下的耐久性瓶颈。材料采用梯度润湿性设计，表面接触角可精准调控在 110°-150° 范围，既能实现滴状冷凝（比膜状冷凝传热效率提升 3-5 倍），又能通过微观结构引导液滴沿预设路径快速排出。地面测试显示，在模拟空间环境中，该材料使冷凝传热系数达到 2500W/(m²・K)，较传统材料提升 60% 以上。此次太空实验将进一步获取微重力下的传热数据，为建立空间热控系统设计准则提供关键依据。
项目团队在滴状冷凝传热领域的系统性研究工作
03 支撑航天强国建设 技术应用前景广阔
作为航天器热控系统的 "神经末梢"，热界面材料性能直接决定空间站、深空探测器的热管理效率。该研究成果不仅支撑我国空间站换热器高效化、紧凑化发展，还可应用于卫星通信、深空探测等领域。团队负责人马学虎教授表示，空间实验数据将推动热界面材料向 "多功能集成" 演进，未来有望开发出集传热强化、防腐蚀、抗辐射于一体的新型材料体系，为我国载人登月、火星探测等重大工程提供核心技术支撑。
04 科研团队
马学虎，二级教授，主要研究方向包括微纳界面传递现象和过程强化、疏水/亲水表面材料、相变传热、MED海水淡化、吸收式热泵、工业余热利用、微化工与智能化工材料制备、干细胞与组织工程等。在国内外学术期刊发表学术论文300余篇，授权国家发明专利20件。应邀在国内外学术会议作大会报告和主旨报告15次；滴状冷凝研究照片被杨世铭教授和陶文铨院士编著的国家重点教材《传热学》收编（教材第三版中唯一一个由中国人做的实验结果）。应邀撰写综述文章（专章）10余篇，参与编写国际手册、学科发展、大百科全书等5部。温荣福，教授，长期从事相变传热与过程强化的研究及应用，研发了超润湿功能热界面材料与高效热质传递强化技术及器件装备，应用于超高热流电子器件冷却、先进高效换热装备、大数据中心两相液冷、极端环境抑霜防冰等领域。以第一或通讯作者在高水平期刊上发表文章30余篇，入选ESI高引论文3篇，成果被引用超过3000次，多项研究成果被Science、Joule等学术杂志和科技媒体作为亮点专题报道。已授权国家发明专利7项、美国专利2项、软件著作权2项，参与撰写中/英学术著作2部/篇，在国内外学术会议作邀请报告20余次。近年来，大连理工大学马学虎教授和温荣福教授团队，聚焦超润湿功能表面材料创制、多相界面微观传递机制、相变传热强化理论和技术、功能表面润湿特性调控等方面的基础研究和技术研发，取得了一系列的重要研究成果，得到了国内外同行的广泛关注和充分肯定。主持承担国家重点研发计划、863项目、国家科技支撑项目、国家自然科学基金重点项目以及中石油、中石化、中船重工、华为等科研项目。荣获多项教育部技术发明奖和辽宁省自然科学奖等省部级奖励。
05 总结
从地面实验室到浩瀚太空，“空间滴状冷凝传热实验模块” 的旅程，是我国自主创新能力在航天领域的又一次展现。而对耐久性热界面材料的深入研究，不仅将推动航天技术的进步，其成果还可能反哺地面应用 —— 例如在新能源汽车电池热管理、工业余热回收等领域，为提升换热效率提供新的思路。可以说，这次空间实验的意义早已超越了单一的科研项目，它正为我国在空间传热领域构建自主可控的技术体系写下浓墨重彩的一笔。
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