探月人张博

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    发布日期:2024-05-04 13:52    点击次数:152

      土,灰蒙蒙的,小小一团,“躺”在真空罩里——0.855克重的月壤,就这样进入张博手中,他直发抖,“太珍贵了!”

      这一幕发生在两年前。更早前,嫦娥五号携1731克月球“土特产”回地球,松山湖材料实验室成为接收者之一。

      张博,松山湖材料实验室空间材料团队负责人、2023年国家杰出青年科学基金项目获得者。他带领团队所做的研究,是从这批月壤“盲盒”中选出尺寸较大、年龄两百万岁以上的玻璃颗粒,研究其老化和抗老化机制。

      2023年11月,张博团队揭示月球玻璃的超凡抗老化效应及其成因,研究成果发表在国际权威期刊《科学》杂志子刊《科学进展》。

      半年提取出颗粒样品,400天论文完稿,600多天后在国际顶尖期刊发表——在这场与时间赛跑的科研“攀峰”中,东莞为未来月球和星际探索的材料认知版图留下浓墨重彩的一笔。

      撰文:龚菊章倩倩

      极限一年亮相顶刊

      从2021年9月2日开始,张博就像小说《三体》主角汪淼,眼前时常闪现倒计时装置。倒计时期限:一年。

      当天,张博前往北京,将月壤样品接回东莞。抵达松山湖材料实验室后,月壤颗粒在显微镜中显真容,并留下数万张高清图。

      在成分“大普查”中,张博团队很快发现玻璃,验证了前人研究。新问题随之而来。玻璃这一非晶物质不仅含量少,颗粒也非常小,只有20—60微米,“很细小,头发丝一般粗。”

      过程如“拆盲盒”——团队先抓取样品颗粒,再逐个分析,“有时抓不起来,有时抓起来了又掉在半路,有时实验时发现颗粒不是非晶的。”

      为揭示月壤玻璃的抗老化程度,团队还对玻璃颗粒进行切割、固定,用来做结构、成分分析,并开展纳米压痕实验。实验发现,月壤玻璃具有超凡的抗老化效应,模量甚至比原始状态增加了70%,“它不是‘青春永驻’,而是‘返老还童’。”

      当张博兴致勃勃地将成果论文投给《科学》杂志子刊,审稿人也提出了新要求:将当下的玻璃球与其原始状态进行更精细的对比,以充分佐证研究结果。

      眼下,一款更快速的冷却装置成为研究刚需。市面苦找无果后,张博决定带领团队自主研制,新出炉的快速冷却装置可实现200℃/s的冷却速度,也如愿验证了极限快速冷却条件下样品更为显著的抗老化效应。

      峰回路转。张博团队最终也获得了审稿人的高度认可——对方称数据可靠、系统,研究结果无与伦比,将对整个物理界产生重要影响。

      “在如此极限的时间内,取得如此重磅的研究成果,我平生还没有过第二次。”张博说。

      沉寂的应验的

      无限风光在险峰。“登峰”途中,一块沉寂了18年的金属玻璃样品发挥了“铺路石”的作用。

      以这块金属玻璃为实验对象,张博早在2022年,便已在《科学进展》期刊上牵头发文,打响了松山湖材料实验室在这一国际顶刊牵头亮相的头炮。

      张博介绍,这份金属玻璃样品出自18年前的中国科学院物理研究所,彼时他在这里攻读博士,师从汪卫华院士,金属玻璃是其论文研究对象。毕业后,张博成为德国宇航中心空间材料物理研究所的洪堡学者,后回国内高校任教。多地辗转,这份样品始终携身。

      2021年2月,受博士期间导师、松山湖材料实验室主任汪卫华邀请,张博来到东莞松山湖材料实验室组建空间材料团队。

      月壤研究,便是团队接到的首个“高光”任务。对于张博而言,此前金属玻璃研究实践加深了其对玻璃的认识,为月壤玻璃研究提前“打了样”。

      穷究这些偶然联动的科研“插曲”,实则暗含了有迹可循的应验必然。

      在国外进修时,张博涉猎空间环境下的金属熔体扩散研究,协助搭建地面装置;回国后,他设计出新的熔体扩散测量装置,拿到9个专利。这些经历使得张博与空间科学深度结缘,也为月壤研究中快速制备新装置提供了经验准备。

      “地球是人类的摇篮,但是人类不能永远生活在摇篮里。”张博认为,月球的奥秘应该被更多人看到。

      对于月壤这本“天书”的探索还在继续。虽已将月壤归还至北京探月中心,张博团队接下来还将挖掘玻璃材料性能、结构、成分之间的关系,以期开发出能在月球上使用的玻璃。他相信,30年内,人类定居月球的梦想终将实现。

      在这之前,将先开启另一个故事版本——待命多年的熔体扩散测量装置也将在太空完成首场试验。张博同样认为,这个心愿也将在2000多个月起月落的日子内实现。



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