液态金属在太空有何应用前景？中国科研团队深度解析全景前瞻

来源：中国新闻网

随着航天技术不断创新进步与发展成熟，人类正加速迈向太空时代。在此背景下，液态金属如何进军太空、适应极限环境并应用服务于人们在太空中的生活与工作，这些话题广受关注。

适配太空极端环境

记者4月16日从中国科学院理化技术研究所(理化所)获悉，该所低温科学与技术全国重点实验室液态金属与低温生物医学中心团队基于20多年科研攻关积累的经验与成果提出，液态金属不仅是适配太空极端环境的通用功能材料，更是赋能未来宇航探索事业繁荣发展的重要载体。

近日，该团队应国际学术期刊《细胞出版社·蓝》(Cell Press Blue)之邀，以“液态金属助力太空探索的蓬勃发展”为题发表一篇前瞻性评述文章，系统构画液态金属太空科技全景，深度解析液态金属从本征属性到新兴功能面临的机遇与挑战，涵盖能源系统、深空推进、太空热管理、柔性电子、电磁屏蔽、可重构机器人、在轨制造、生命保障及空间光学等方向。

文章共同通讯作者、中国科学院理化所刘静研究员指出，如今，人类足迹已稳步拓展至近地轨道、空间站，驻留活动及月球、火星探测等也日趋频繁。经过数十年发展，近地空间技术渐趋成熟，呈现出商业化、多任务兼容、成本持续下降的趋势，对应出现太空数据中心、太空互联网、太空旅游、在轨太阳能电站等新兴应用场景。与此同时，太空极限环境对已有技术也提出了前所未有的挑战。

在人类所掌握的各类先进材料中，常温液态金属如镓基、铋基合金等集高导电/导热性、优异流动性、极低饱和蒸气压、高表面张力及自愈合性于一身，契合太空领域对材料“极端环境适配、智能响应、长周期自主可靠”的需求。

文章第一作者、中国科学院理化所研究生史佳豪介绍说，研究团队阐释了利用太空微重力环境作为天然实验室，揭秘液态金属界面物理化学超常现象的独特价值，其相应研究不仅将推动流体力学、界面科学等基础学科的发展，更有望为微重力下多场耦合理论的构建提供关键支撑。

助力人类星际探索

在文章共同通讯作者、中国科学院理化所张旭东研究员看来，此次应邀发表前瞻性评述，根植于研究团队在液态金属领域20余年的持续深耕与系统创新。

21世纪初，研究团队开创性提出液态金属芯片冷却技术，并将其拓展至各类高热流密度散热应用场景。

2011年，研究团队提出全球首个太空数据中心概念和技术原理并申请相关专利，为当前太空算力基础设施的构建奠定了早期基础。

2017年，研究团队依托当时世界第一高桥——北盘江大桥开展自由落体试验，完成了地面模拟微重力环境下液态金属流体行为研究，首次观察到溶液中液态金属随重力消失而呈现的自发变形与电控变形现象，为理解微重力流体行为提供了关键实验依据。

2018年，研究团队进一步推动液态金属走向太空，此次首征太空的尝试，为后续在轨实验积累了宝贵的工程经验。

随后经过数年精心准备，2023年，研究团队研制的液态金属热管理试验装置随梦天实验舱成功升空，在中国空间站完成中国首次液态金属空间热管理在轨试验，全面验证铋基合金受控熔化、对流换热与多模态相变控温等核心技术，获取了微重力下液态金属的纯强迫对流换热数据。液态金属迈入空间在轨应用新阶段，也为未来空间核动力电源、深空探测器等大功率装备的散热系统设计提供了支撑。

2026年，研究团队在专业学术期刊《制冷学报》发表封面文章“太空数据中心热控技术研究现状与展望”，系统总结太空数据中心的由来、发展趋势与技术需求指出，以液态金属冷却为代表的前沿热控技术，将在应对太空高算力芯片极端热流密度挑战中发挥重要作用。

在最新发表的评述文章中，研究团队总结表示，随着人类持续向着月球、火星乃至更远的深空迈进，液态金属正逐步从实验室的基础研究对象，转型为未来促进航天技术发展的新材料，助力人类实现更安全、更高效、适应性更强的星际探索任务。