根據國家航天局報道，2024年6月4日7時38分，在月球背面停留了近2天的嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛，約6分鐘後，成功將上升器送入預定環月軌道，標誌着距“人類首次月球背面自動採樣返回”目標達成又邁進了關鍵一步。後續，上升器將與在環月軌道上等待的軌道器和返回器組合體進行月球軌道的交會對接，並將月球樣品轉移到返回器中；軌道器和返回器組合體將環月飛行，等待合適的返回時機進行月地轉移，在地球附近返回器將攜帶月球樣品再入大氣層，計劃降落在內蒙古四子王旗着陸場。

圖片來源：新華社

嫦娥六號探測器在月球背面完成了世界首次採樣和起飛任務，標誌着中國深空探測能力的顯著提升。嫦娥六號在月球背面完成取樣後，還進行了一個令無數中國人爲之振奮的“大動作”——在月球背面成功展開五星紅旗，吸引了全世界人民的目光，中國也因此成爲第一個在月球背面獨立動態展示國旗的國家。

但是你知道看似在地球非常容易地展示紅旗的動作爲什麼會帶來如此大的影響嗎？其背後又蘊藏着多少高科技的技術？

圖片來源：新華社發國家航天局供圖

我們平時看到的五星紅旗大多是由春亞紡面料製成。

春亞紡面料以滌綸爲主，經過織布、煉白、印染、高溫蒸洗、脫水、定型、裁剪、縫紉、檢驗等10多道工序後，搖身一變，成了我們鮮豔的五星紅旗。

春亞紡面料具有高強度和高彈性，保證了紅旗在長期使用中不易破損，能夠保持平整和挺括。其獨特的耐腐蝕、易加工的特性，使得紅旗在製造過程中更加容易處理，並且能夠抵禦各種環境因素的侵蝕。

此外，春亞紡面料還具有優良的透氣性和快乾性，使得紅旗在不同天氣條件下都能保持良好的狀態。那麼利用這種集衆多優良屬性於一身的面料製作的五星紅旗是否能勝任在月球的展示任務呢？

織物布料（圖片來源：veer圖庫）

答案是否定的。我們先來看看月球是一種怎樣的環境。

月球表面沒有大氣層，這就意味着月球無法像地球那樣通過大氣層來反射和吸收太陽輻射，也無法通過大氣逆輻射來保持夜晚的溫度。月球表面的最高溫度可超過130℃，最低氣溫低至零下180℃，溫差要比地球大得多。

月球表面暴露在強烈的太陽紫外線輻射下，這些高能輻射會對物體的材質和顏色產生很大的影響。月球表面始終處於高真空的狀態，並且可能存在多種化學物質，對材料的揮發性和穩定性也帶來了更大的考驗。

此外，月球表面經常受到微流星體的轟擊，這些微小但高速的物體會產生極大的衝擊力，對任何存在於月球表面的物體具有很大的物理破壞性。普通材質的物體很難承受月球的極端環境。因此，在月球表面動態展示國旗絕非易事。

玄武岩做的國旗

爲實現首次在月球背面展示五星紅旗的任務，中國科學家在國旗材質的選擇上煞費苦心。本次中國在月球背面展示的五星紅旗材質的祕密，蘊藏在一種名爲“玄武岩”的石頭中。

玄武岩是一種重要的基性火山岩，其形成源於地球內部深處的岩漿活動。當岩漿從地殼深處上升到地表時，由於溫度和壓力的變化，岩漿中的礦物開始結晶，形成玄武岩。這種岩石主要由斜長石、輝石等礦物組成，並富含二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣和氧化鎂等化學成分。

玄武岩具有一系列獨特的物理和化學性質，因此被廣泛應用於各個領域。在建築行業中，玄武岩以其抗壓性強、耐磨性好和吸水率低的特點，成爲優質的建築裝飾材料和地鋪石材。

在交通基礎設施建設中，玄武岩的壓碎值低、抗腐蝕性強和瀝青粘附性好，使其成爲修建公路、鐵路和機場跑道等的重要材料。此外，玄武岩還可以作爲製作膠凝材料的基本原料，用於生產各種建築用膠凝材料。

玄武岩（圖片來源：veer圖庫）

那麼這種“石頭”是如何製成國旗的呢？

嫦娥六號展示的國旗製作工藝和過程堪稱科技與藝術的完美結合。中國科學家選用與月壤化學成分相近的玄武岩作爲主要材料，經過高溫熔融至1600℃左右後，通過特殊的噴絲工藝將其製備成直徑約爲頭髮絲三分之一的超細玄武岩纖維。

隨後，這些纖維經過紡紗、織造等工藝，織成國旗的布料。這面“石頭版”國旗的重量只有11.3克，比嫦娥五號攜帶的以芳綸纖維爲主的國旗還要輕0.5克。

嫦娥六號月面國旗交付正樣件（圖片來源：極目新聞）

這種玄武岩纖維只能製作國旗嗎？

2024年4月25日，中國科學家在國際知名期刊“Advanced Materials”發表了一篇關於摩擦電玄武岩紡織品的文章，進一步拓寬了我們對玄武岩纖維的認識。

研究成果發表於《Advanced Materials》雜誌（圖片來源：《先進材料》雜誌）

研究者首先通過“高溫融化-冷水猝火”工藝製得固體玻璃體。然後將獲得的玻璃體放置在纖維拉絲爐中，在1350℃高溫下進行單孔拉絲，得到玄武岩纖維。

最後經過編織工藝製得玄武岩纖維織物，作爲摩擦電層的正極。摩擦電層的負極則是以聚酰亞胺爲基材，摻雜鐵電陶瓷粉末鈮酸鈉-鈦酸鍶，採用靜電紡絲技術製得。

a.具有良好阻燃和熱防護性能的摩擦電玄武岩織物原理圖；b.玄武岩織物織造工藝示意圖；c.摩擦電玄武岩織物照片；d.不同氮化硅含量的玄武岩織物的輸出性能；e.玄武岩織物電鏡圖

（圖片來源：參考文獻1）

研究結果表明，摩擦電玄武岩織物的輸出功率密度在100℃時可達到740.6毫瓦每平方米。在520℃的酒精燈火焰加熱後，摩擦電玄武岩織物仍能保持約55%的初始電輸出。

值得注意的是，即使將該摩擦電玄武岩織物浸在液氮中（−196℃），其輸出電壓仍能保持初始值的85%以上。玄武岩纖維織物超寬的工作溫度範圍（-196℃至520℃），賦予了其在高低緯度、高海拔、沙漠、甚至於太空等極端環境應用的可能性。

結語

嫦娥六號在月背表面動態地展示的五星紅旗，彰顯了中國在航天領域的創新實力，這一壯舉將激勵我們一定要繼續前行，勇於創新，爲實現中華民族的偉大復興貢獻智慧和力量！

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