長征十二號首飛箭的級間段首次采用了上海交通大學材料科學與工程學院、金屬基復合材料國家重點實驗室研發的新型碳納米管/鋁基復合材料，滿足了商業航天發展對結構輕量化的迫切需求。這標志著金屬基復合材料的又一重大突破，為我國航天材料家族再添新丁。碳納米管兼具輕、強、剛、韌的特性，是新一代鋁材性能升級理想的“強化劑”。然而，如何使碳納米管與鋁合金高效復合是科學與技術的一大挑戰。啟迪于自然界超高強韌的貝殼微結構，金屬基復合材料國家重點實驗室張荻院士團隊李志強研究員課題組提出了微納磚砌構型化復合的學術思想，發展了“基元組裝、以小制大”的片狀粉末冶金仿生制備技術，突破了碳納米管與金屬基體跨維度-尺度匹配、界面相容等一系列關鍵難題，創制出高模量、高強韌的碳納米管/鋁基復合材料，被國際同行譽為開發新一代高強韌金屬基復合材料的典型范例。

在基礎研究支撐下，張荻院士團隊李志強研究員課題組歷經近十年攻關，先后攻克了宏量化粉末復合、大規格錠坯制備及變形加工等工程化制備技術，并與上海航天八院密切合作，攻克了熱處理、鈑金、鉚接、陽極氧化、攪拌摩擦焊接等工程化應用技術，在全世界范圍內率先實現了碳納米管/鋁基復合材料的航天應用。作為自主研發、自主可控的新材料，未來，碳納米管/鋁基復合材料將為空天、國防等高端裝備跨代發展提供保障，并為商業航天和低空經濟等新質生產力插上騰飛的翅膀。

長征十二號運載火箭發射實況

張荻院士帶領團隊，長期從事金屬基復合材料應用基礎研究。針對復合設計與制備、界面及形變調控、復合構效關系的關鍵科學與技術難題，張荻院士團隊建立了多元復合體系熱/動力學模型，通過調控合金成分和增強體表面性質改善復合界面相容性，發現并揭示了增強體誘發動態再結晶的熱變形機制，解決了復合制備與成形加工難題。近20年來，所研制的高性能碳化硅(SiC)增強鋁基復合材料成功應用于我國航天等高科技領域，為探月工程、中國空間站、北斗三號等數十個航天器提供了上萬件關重構件，為我國航天材料科學的發展做出了重大貢獻。

面向未來，張荻院士團隊正持續探索復合材料科學的前沿。物競天擇，自然界生物經億萬年進化衍生出令人驚嘆的分級精細構型和優異特性。張荻院士認為，向自然學習也許是科研工作者做科研的最好途徑，為此張荻院士提出了“生物拓撲構型化未來復合材料”的概念，通過人工智能驅動人工材質與生物拓撲構型的耦合優化，構建變革性復合設計新理論與制備新技術，突破傳統復合材料的性能邊界，創制出具有超常性能的系列未來復合材料，為早日實現航天強國的偉大夢想做出更大的貢獻！

2010年至今

張荻院士帶領團隊

憑借獨創的高性能碳化硅(SiC)

增強鋁基復合材料

連續助力中國航天多次重大突破

書寫“五助嫦娥奔月”的輝煌篇章

科研鑄就飛天路

交大智慧

助力航天強國建設