MXene / 聚酰亚胺复合膜抗原子氧侵蚀性能研究

低轨道航天器长期面临原子氧（AO）、紫外辐射、微流星体等极端环境，原子氧的强氧化性会导致聚合物膜质量损失、力学性能下降，严重威胁航天器安全。MXene（Ti₃C₂Tₓ）是一种二维过渡金属碳化物，具有高导电性、高导热性、优异抗氧化性，与聚酰亚胺（PI）复合可显著提升抗原子氧性能。

MXene/PI 复合膜通过溶液旋涂或原位聚合法制备，MXene 纳米片均匀分散于 PI 基体，形成致密阻隔层，有效阻挡原子氧侵蚀。原子氧辐照测试表明，复合膜质量损失率比纯 PI 膜降低 60%–80%，表面无明显剥蚀坑，力学强度保持率高于 85%。同时，MXene 的高导热性可改善膜面温度分布，降低热应力开裂风险，适配航天器热控与结构一体化需求。

该复合膜兼具轻量化、高耐候、抗辐射等优势，可用于低轨卫星外壳、太阳帆、热控涂层等部件，为解决传统 PI 膜抗原子氧不足的瓶颈提供新方案，未来有望在空间站、商业卫星等领域规模化应用。