月壤纤维技术突破：未来月球建筑的钢筋替代方案

图①、图②分别为“九天揽月——中国探月工程20年”展览展出的月壤纤维样品和月壤纤维细节放大图。 东华大学供图

你是否想过，如果将细腻的月壤比作“白砂糖”，能否像制作“拔丝地瓜”那样，将其拉制成既纤细又强韧的丝线？这听起来如同科幻情节，但中国科学家已将其变为现实。近日，一批由真实月球土壤制成的纤维实验样品，已随天舟货运飞船抵达中国空间站。这些样品即将被放置于舱外暴露平台，接受高真空、强辐射与极端温差的严酷太空环境考验。

实现这一“月壤制纤”技术突破的，是东华大学材料科学与工程学院朱美芳院士领衔的科研团队。团队研究员成艳华介绍，其核心原理在于将月壤加热至熔融状态，形成液态小球后，再通过特殊技术牵引成丝。真正的难点，在于如何在地球实验室中模拟出月球的极端环境来完成这一过程。

从化学成分分析，月壤与地球上的玄武岩组成相似，均富含多种矿物与微量元素。而玄武岩纤维作为一种高性能材料，早已广泛应用于航空航天等高端领域。因此，通过科学配比模拟月壤成分并非最大障碍。关键挑战在于复现月球的高真空与微重力环境。成艳华形象地比喻：在这种条件下“拉丝”，犹如在真空中吹制糖人，传统方法几乎无法奏效。

为攻克这一难题，朱美芳团队自2016年起便启动了极端环境材料研究，并自主设计建造了可模拟月球条件的专用纺丝装置。重大转机出现在2020年，随着嫦娥五号任务成功带回月球样本，团队获得了至关重要的真实月壤材料。此后，研究人员仅耗费0.5克珍贵的月壤，便成功制备出长度约3米、直径细如发丝的连续纤维。

2025年4月，这缕纤细却承载着重大意义的月壤纤维，于中国国家博物馆“九天揽月——中国探月工程20年”主题展览中首次公开展出。同年9月，这项完全自主知识产权的创新技术，荣获了中国国际工业博览会大奖，彰显了其科技价值。

那么，耗费如此心力研制月壤纤维，究竟有何实际用途？这背后关联着一个更为宏大的战略愿景——未来月球基地的建设。众所周知，地月间物资运输成本极高。未来若要在月球建立科研前哨站，必须实现“就地取材，原位制造”。月壤纤维的潜在应用，正是作为柔性结构材料编织使用，或作为增强材料掺入月壤混凝土中，构成月球建筑的“筋骨”。简而言之，未来人类或许真能利用月球本身的土壤，在月面“搭建”起居住与工作的庇护所。

当然，目前月壤制纤技术仍处于基础验证与性能测试阶段，距离大规模实际应用尚有长路要走。此次将实验样品送至空间站，正是为了在真实的太空环境中，长期检验其耐受极端条件的能力。每一次太空暴露测试，每一组回收的宝贵数据，都将为未来在荒寂的月球表面构建人类可持续家园，积累不可或缺的关键技术与经验。