不褪色不变形,月面展示的首面国旗出自武汉这所高校

不褪色不变形,月面展示的首面国旗出自武汉这所高校

不褪色不变形,月面展示的首面国旗出自武汉这所高校

(图为中国在月球上放置的第一面五星红旗。)

长江日报-长江网12月4日讯 12月3日23时10分,嫦娥五号上升器3000N发动机点火起飞,起飞前,一面五星红旗在着陆器上展开,这也是中国在月球上放置的第一面五星红旗。长江日报-长江网记者刚刚获悉,这面特殊的五星红旗出自武汉纺织大学徐卫林教授团队之手。

采用铰链机构悬挂于嫦娥五号着陆器一侧的五星红旗,面积为200mm*300mm,重量为11.8g,布料较同等大小的普通布料制成的国旗略重,但不皱、不变色、耐极端高低温。与“嫦娥三号”“嫦娥四号”以及玉兔月球车上的国旗采用喷涂方式不同,“嫦娥五号”上的国旗则是一面实实在在的旗帜。它采用二级铰链机构被牢牢悬挂于嫦娥五号着陆器一侧,将永久留在月球之上。

抗皱、耐高低温、耐紫外线

不褪色不变形,月面展示的首面国旗出自武汉这所高校

(图为徐卫林教授和团队成员王运利、曹根阳、盛丹、潘恒研讨这面国旗研制技术问题。武汉纺织大学供图)

这面国旗的制作者为武汉纺织大学“省部共建新材料与先进加工技术国家实验室”负责人徐卫林教授带领的五人团队,另外四人分别为王运利、曹根阳、盛丹、潘恒,攻关小组耗时8年完成了这面特制的国旗。

徐卫林教授介绍,这面五星红旗的材质主要采用芳纶和锦纶构成,具有耐高温、不褶皱的特点,使用温差可达300℃。“嫦娥五号在月表的作业时间均为白天,所以这面国旗的使用温度设置在正负150℃范围,在地面模拟太空舱测试,完全符合要求。”

团队2012年接到缝制一面国旗在月球上展示的任务,历时8年,才将这面深空探测领域第一面设有温控条件悬挂在外的国旗完工。

月球上展示的五星红旗要求抗皱、耐高低温、耐紫外线,而且要便于收放,即使收放也要求平整而无折痕。这看似简单的制作条件,让团队成员倍感压力,不仅此前从未做过这样的国旗,而且要同时满足这样的条件绝非易事。

接到为国制作一面五星红旗的任务后,团队成员不舍昼夜,当即在原料筛选、结构设计到图形构建上全面展开工作。让他们没想到的是,团队在选材上花费的时间就超过1年。

他们在研究中发现,虽然有些纤维材料的强度很高,但染色性能较差,染色性能较好的纤维材料,强度又达不到要求,单一纤维和纺织工艺都无法满足月面环境的要求。“虽然芳纶和锦纶两种材料性能优越,但两者的初始模量指标差异有10倍,很难在一起加工。”徐卫林教授团队成员曹根阳副教授告诉长江日报-长江网记者,这两种材料都是从海量的高性能材料中筛选出来的,为提供符合标准的芳纶材料,烟台一家纺织企业还单独开了一次纺车,才符合技术指标,但是芳纶本身不耐强紫外线,他们利用小分子调控技术实现了芳纶纤维的结构调控及颜色构建,并在此基础上实现了极端紫外条件下优良的耐日晒牢度。芳纶和锦纶的结合则采用了独特的纺纱技术,让二者实现紧密结合。

300℃温差,国旗不串色

不褪色不变形,月面展示的首面国旗出自武汉这所高校

(图为武汉纺织大学研制的这面五星红旗飞向太空前留影。武汉纺织大学供图)

在这面五星红旗制作过程中,团队还发现另一个难题:在高低温交变和绝对真空条件下,会出现串色,黄的串红,红的串黄。“颜色能串,说明小粒子会流动。”曹根阳前往上海,希望能从颜料的制备上找到原因,结果失望而归。最终采用徐卫林教授的科技成果——天然材料微纳米化技术,让小粒子不再流动,串色问题迎刃而解。 

曹根阳表示,从外表看,月球上的国旗和地面的国旗没什么差别。但是普通布料在零下150℃低温和零上150℃高温时,力学性能会受损,尤其高温时布料颜色会变暗,失去已有的鲜艳度。

串色问题解决了,那么这面国旗上的五角星究竟是绣还是印上去呢?团队成员想在制作上更多地体现中国元素,觉得绣上去更有质感,他们首先想到的是汉绣,尝试用汉绣技术将五角星绣在旗面上,反复尝试后发现,刺绣的线与旗面材料收缩不一致,容易导致起皱,最终放弃刺绣,改为印五角星,然后套上黄色。他们又想到采用蚕丝,普通蚕丝并不耐受紫外线,最终还是被团队采用“整理”技术克服,将蚕丝用在了这面国旗上,最大限度体现中国元素。

最终,这面不褪色、不串色、不变形,能够抵御月表恶劣环境的国旗诞生了。“我最美好的8年奉献给了这面国旗。”今年39岁的曹根阳觉得很值,自己亲手做的这面国旗能够永久留在月球上,内心无比自豪。

(记者杨佳峰 赵静 通讯员郑婷)

【编辑:朱晨颖】

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