本月初，麻省理工學(xué)院的一個(gè)研究小組向國(guó)際空間站發(fā)送了各種高科技面料的樣品，其中一些帶有嵌入式傳感器或電子產(chǎn)品。這些樣品(目前暫未供電)將在太空環(huán)境中暴露一年，以便確定這些材料在低地球軌道惡劣環(huán)境中生存的基線。

希望這項(xiàng)工作可能會(huì)導(dǎo)致航天器的熱毯，從而可以用作撞擊微流星體和空間碎片的靈敏探測(cè)器。最終，另一個(gè)目標(biāo)是開發(fā)新的智能面料，使宇航員可以通過其加壓服感覺到觸感。

麻省理工學(xué)院多學(xué)科團(tuán)隊(duì)的三名成員，媒體實(shí)驗(yàn)室的研究生朱莉安娜·切爾斯頓，化學(xué)系的孫雨辰，電子學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室和材料科學(xué)與工程系的魏巖與麻省理工學(xué)院新聞?dòng)懻摿嗽搶?shí)驗(yàn)的宏偉目標(biāo)。 。

問：能否描述一下發(fā)送到國(guó)際空間站的面料樣品，以及它們?cè)谔罩斜┞逗笙Ｍ麖闹械玫侥男┬畔?

徹斯頓(Cherston)：國(guó)際空間站的白色實(shí)際上是一種保護(hù)性織物材料，稱為Beta布，這是一種浸漬聚四氟乙烯的玻璃纖維，旨在保護(hù)航天器和太空服免受低地球軌道的惡劣影響。幾十年來(lái)，盡管在太空資產(chǎn)的外部提供了大面積的房地產(chǎn)，但這些織物仍保持電無(wú)源狀態(tài)。

我們想象將這種飛船的皮膚變成巨大的太空碎片和微型流星撞擊傳感器。我們與日本航天局JAXA和Space BD合作發(fā)送給國(guó)際空間站的樣本將電荷敏感的人造毛皮(早期概念)和振動(dòng)敏感的光纖傳感器(我們項(xiàng)目的重點(diǎn))等材料整合到了太空中，彈性面料。所得的織物可用于檢測(cè)具有科學(xué)意義的宇宙塵埃，以及用于檢測(cè)航天器上的損壞。

很容易假設(shè)，由于我們已經(jīng)將這些材料發(fā)送到太空，因此該技術(shù)必須非常成熟。實(shí)際上，我們正在利用太空環(huán)境 來(lái)補(bǔ)充我們重要的地面測(cè)試工作。所有這些織物傳感器在首次太空測(cè)試中都將保持供電，而被子樣品在站外墻上的總面積為10乘10厘米。

我們的重點(diǎn)是建立其對(duì)太空環(huán)境的彈性。一年后，這些樣本將返回地球進(jìn)行飛行后分析。經(jīng)過一年的熱循環(huán)后，我們將能夠測(cè)量原子氧腐蝕，紫外線輻射變色以及光纖傳感器性能的任何變化。我們也有可能發(fā)現(xiàn)微米級(jí)微流星體的跡象。我們還已經(jīng)為目前計(jì)劃在2021年下半年或2022年初進(jìn)行的電力部署做準(zhǔn)備(最近由ISS國(guó)家實(shí)驗(yàn)室授予該項(xiàng)目)。到那時(shí)，我們將在纖維上附加一層保護(hù)涂層，并在太空中進(jìn)行實(shí)際操作。

顏：織物樣品包含由ISN資助開發(fā)的熱拉伸“聲學(xué)”纖維，能夠?qū)C(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能(通過壓電效應(yīng))。當(dāng)微型流星體或空間碎片撞擊織物時(shí)，織物振動(dòng)，并且“聲學(xué)”纖維產(chǎn)生電信號(hào)。我們?cè)诼槭±砉W(xué)院的研究小組已經(jīng)開發(fā)了20多年的熱拉伸多材料纖維。這些聲學(xué)纖維之所以與眾不同，是因?yàn)樗鼈儗?duì)機(jī)械振動(dòng)非常敏感?？椢镆言诘孛嬖O(shè)施中顯示出來(lái)，可以檢測(cè)和測(cè)量撞擊，而不受空間灰塵在織物表面上的影響。