举例一项科技石头也能拉成丝航天事业中的黑科技藏不住了！｜守初心强“四力”助发展

用户投稿 2025年09月07日 14:16:01 13 0

石头也能拉成丝航天事业中的黑科技藏不住了！｜守初心强“四力”助发展

封面新闻记者刘彦君摄影报道

"超越想象的边界，科技正书写着奇迹。”你相信吗？连坚硬的石头也能被拉成纤细的丝线。

11月23日，四川华蓥市四川谦宜复合材料有限公司玄武岩拉丝车间内，伴着滚滚热浪，股股细丝如流水般从漏斗状的炉口倾泻而出。这也是世界首条玄武岩纤维2400孔漏板拉丝智能化池窑生产线。

“这不仅仅是科学的魔法，更是航天事业中深藏不露的黑科技。”因为出炉后呈金褐色光泽，纤维工艺工程师李家欣将这一生产过程形象地称为“点石成金”。

这些纤维，被广泛运用于航空航天、建筑建材、道路桥梁、舰艇船舶、风力发电等领域。令人熟知的便是，今年6月，嫦娥六号在月球展开的那面五星红旗。

玄武岩纤维2400孔漏板拉丝智能化池窑生产线

“点石成金”

让石头拉成丝只需要四步

“玄武岩其实是由火山喷发出的岩浆冷凝而成的。”进入“点石成金”的车间前，李家欣先做了科普，最常见的颜色则有黑色、黑褐色和暗绿色。

如果想让石头拉成丝，则需要几步？李家欣略微思索，给出一个答案，“四步，大的步骤来说，配料、磨粉、融化、拉丝。”

四川谦宜复合材料有限公司生产车间内，工人把一袋袋灰色粉末倒入装有漏板的熔炉，经过1450~1500℃加热至熔融状态，通过铂铑合金拉丝漏板快速拉制。

李家欣向记者介绍玄武岩纤维

经高温熔融后，每台熔炉漏板下方都神奇地出现了一根根连续不断、泛着金灿灿的光泽细如发丝的纤维。

“这些粉末皆由我们精心配比而成。”李家欣说，玄武岩这种“顽皮”的石头，想要改变它的结构绝非易事。

因为天然玄武岩化学成分的不稳定性，使其在熔制过程中可能会出现边熔边结晶的现象；在纤维成型的过程中，熔融体也会有不同程度的析晶倾向。“这些困难都需解决，否则将影响纤维的特性和最终产品的质量。”

“但经过我们科研人员经过不断地探索，攻克重重难关，现如今中国已成为全世界少数几个掌握玄武岩纤维拉丝生产技术的国家。”李家欣说。

柔若发丝、韧不可摧的玄武岩纤维

柔若发丝韧不可摧

织就月宫上的五星红旗

在成品车间，记者伸手触摸这些由石头拉成的丝，触感细腻而令人惊叹。尝试着拉扯，发现它们又坚不可摧，展现出非凡的强度。

触摸这些纤维，就像在指尖轻滑过精密的机械组件，既能感受到材料本身的密实与强度，又能体会到其表面处理的极致平滑。

李家欣拿起一股纤维，详细介绍道，“这是由2400根纤维丝加捻而成，加捻后的玄武岩纤维像棉线，可织布、可做防护服。”

“虽然一根玄武岩纤维丝的直径只有头发丝的三分之一，但其强度却是同等直径钢纤维的两倍，还耐腐蚀、耐高温、耐低温，并有效隔热防辐射。”这就像金庸武侠剧里面的“金丝软甲”，穿在身上不仅轻便，还能“刀枪不入”。

消防员穿上由它制成的防护服，能轻松应对高温环境；而航天员穿上玄武岩纤维航天服，则能在太空中耐高温、隔强热并有效阻挡辐射，确保安全无虞。

“借助玄武岩纤维的特质，我国成功制出了无温控保护、独立动态展示的‘石头版’高品质织物国旗。”李家欣说，让大家熟知的便是，今年6月3日由嫦娥六号着陆器携带、在月球背面成功展开的国旗。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。

工人正在打包玄武岩纤维

四大高技术纤维之一

不止在航天事业中发挥能效

“你所看到的谦宜这条生产线，实际上也是世界首条玄武岩纤维2400孔漏板拉丝智能化池窑生产线。”李家欣说，这也使得广安成为全国唯一同时具备生产玄武岩离心纤维及连续玄武岩纤维池窑拉丝能力的产业基地。

“玄武岩纤维的应用不仅限于国旗的制造。”李家欣说，20多年来，作为我国重点发展的第四大高技术纤维，玄武岩纤维的应用场景不断拓展。谦宜的客户涵盖建筑、环保、能源、汽车、航空航天、军工、船舶等众多领域。

无垠太空，航天器增强部件适应辐射、高低温等环境；蔚蓝海面，生态养殖蚝排助农增收，海洋网箱可抗12级台风；大漠戈壁，风力发电机叶片、光伏支架使用时间长、更耐用；城市乡村，建筑复合筋、电缆保护层步入日常生活……

指着一袋包装严实的短块玄武岩纤维，李家欣举例，“这些纤维还能被用来铺设高速公路和飞机场。”如果将玄武岩纤维和高分子基体制成纤维增强复合材料，还可以用来制造坦克、舰船、飞机的外壳。

作为我国玄武岩纤维产业重镇，近年来，华蓥将玄纤产业作为支柱性、战略性、决定性产业重点培育，涵盖“矿石开采、原料均化、原丝生产、复合材料、装备制造”的玄武岩全产业链已经形成，奋力打造全国玄纤产业龙头。

“华蓥积极搭建产学研合作平台，推进产业链与创新链深度融合。”华蓥山经开区管委会经济发展局局长明淋介绍，目前，华蓥与北大、清华等多所高校开展深度合作，设立院士工作站，成功创建全国首个玄武岩纤维及先进复合材料专项的国家市场监管技术创新中心、省级玄武岩纤维制造业创新中心。

19项重大科技成果集中发布

昨天，在2025中关村论坛年会重大成果专场发布会上，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康的4类19项重大科技成果集中亮相。

市科委、中关村管委会重大处处长张东玲说，本届论坛年会期间，发布了29项重大科技成果，展现了北京在前沿科技引领、开源开放合作、创新驱动发展、产业深度融合等方面的成效。

新晶体结构在怀柔“生长”

基础研究是科技创新的源头，是面向世界的“起点”。在怀柔综合性国家科学中心，世界首个以轻元素为核心研究对象的量子材料研究平台——轻元素量子材料交叉平台，一种逼近物理极限的独特晶体生长方式，正在创造人类晶体制造新范式。

传统晶体制备，类似盖房子——打好地基，再一层层砌砖。如果某一层出现裂缝等缺陷，就会越砌越歪。北京大学物理学院教授、怀柔科学城轻元素量子材料交叉平台副主任刘开辉带领团队，首创一种“晶格传质—界面生长”晶体制备方式，可以使材料像生物体一样由内向外生长，保证晶体结构的快速生长和均一排布，有效避免了缺陷积累。

这个发现是“无心插柳”。“在别的实验进行退火操作时，本意是让金属的下表面更平整，没想到操作完成后，金属上表面变黑了，下方的物质跑到了顶部。”刘开辉经过反复实验，发现了奥秘，“金属材料像‘中介’，会先‘消化’底部的晶体材料原子，再‘吐’到上表面，不断生长。”

利用这种方法，晶体生长中的缺陷发生概率降低，质量能够达到物理极限。

目前，该方法能够支持10万层原子生长。生成的材料厚度可达微米级，每层原子排布都完全平行、精确可控，为制作自然界中无法稳定存在的新晶体结构提供了理论支撑。团队已围绕“晶格传质—界面生长”完成装备研发与中试试产。

上天入海实现“首创”

作为未来科技竞争的核心领域，量子科技成为发展新质生产力的重要引擎。北京科研团队也不断发力，打造“最强大脑”。其中，华翊博奥(北京)量子科技有限公司研发了世界首个基于二维离子量子比特阵列的通用离子阱量子计算技术架构，完成了第二代离子阱量子计算商业化原型机，关键性能指标达到世界一流水平。

“相对经典计算，量子计算在计算速度、规模、能耗等方面都有显著提升，在密码学、新药设计、新材料发现等需要巨大算力的场景中将发挥重要作用。”该公司首席技术官杨蒿翔举例，经典计算机需要上百万年才能破解的密码，量子计算机只需要几分钟就能完成。

发挥量子计算的优势，杨蒿翔团队找到的突破口是离子阱技术。“简单来说，就是用电场抓住带电的离子，制备量子比特。再用微波或者激光操控离子状态，执行量子计算。”他解释，现有技术使用一维离子链来构建量子计算机。目前国际上最领先的离子阱量子计算机可以实现大约50多个量子比特的独立寻址操控。使用二维离子阵列，可以快速将比特数规模提升1至2个数量级，实现量子计算过程中对离子的大规模精准操控。

该成果为未来大规模通用量子计算提供了前景广阔的新方向，进一步巩固了我国在离子量子计算领域的先进地位。杨蒿翔说，团队将持续提升量子计算硬件性能，与相关科研单位合作，挖掘量子科技在生物医药、通信、金融投资、网络安全等领域的应用，不断加速量子计算的应用研究和产业落地。

从微观到宏观，科研人员不断实现“首创”，得以上天入海。

全球首个空天计算在轨试验平台——天算星座，能实现星地AI(人工智能)协同推理，将在轨目标识别精度提升50%以上，卫星回传数据量减少90%以上。清华大学团队首创“手眼脑”协同原位加工模式，研制了移动式混联加工机器人，在载人航天与探月等国家重大工程大型构件制造中得到应用。国家电网团队首创了海上风电柔性直流构网送出技术，可将200公里以上的数百万千瓦深远海风电稳定、高效送入陆上电网。

医药健康产业加速创新

医药健康产业是北京创新发展的“双发动机”之一。2024年，北京医疗健康产业规模首次破万亿元。其中，医疗器械产业创新发展势头强劲，正在加速从制造向创造转型升级。华科精准联合清华大学研发的脑与脊柱一体化手术机器人是其中代表。

这款机器人覆盖神经外科全科业务。“脑部手术和脊柱手术的特点不同，我们就在神经外科手术机器人的基础上，升级配套工具，实现‘一套设备、两种适应症’。”华科精准高级产品经理王鹏介绍，这款机器人去年9月获批上市，是我国首款同时具备脑外科手术机器人定位、脑外科手术导航、脊柱外科手术机器人导航定位3种功能的全能型系统。它不仅有能力开展癫痫、脑肿瘤等神经外科精细手术，还具备脊柱外科手术能力，穿刺精度可达0.1毫米。

北京拥有丰富的医疗资源，为这款机器人茁壮“成长”提供了广阔平台。目前，它已成功实施了数百台手术。王鹏说：“企业的优势是工程开发，医疗团队能提供来自一线的技术需求，双方合作实现医工结合，能更快、更好地解决难题。”

脑科学、生物制药等领域涌现的一批新成果，为守护生命健康提供更多可能。“北脑一号”智能脑机系统已完成128通道微型无线全植入产品研发，能够帮助运动功能障碍患者实现脑机接口控制，帮助言语障碍患者重建交流能力。一项放射性药物共价技术，可以将放射性药物的肿瘤递送效率提高10倍以上，兼顾高疗效与低毒副作用。首款上市的脑胶质瘤原研靶向药物——伯瑞替尼，填补了该类患者无药可治的空白，将使脑胶质瘤患者生存期延长一倍，疾病进展风险降低一半。(记者刘苏雅李祺瑶)

2025中关村论坛年会发布19项重大成果

一、面向世界科技前沿(4项)

我国空间科学取得国际领先成果

基于原语表示的类脑互补视觉感知芯片“天眸芯”

“晶格传质—界面生长”晶体制备新范式

百比特离子阱量子计算原型机

二、面向经济主战场(5项)

朱雀二号改进型液氧甲烷运载火箭

空天计算在轨试验平台

智简内生6G原型系统

北汽福田液氢重卡

可持续发展科学卫星1号(SDGSAT-1)