太空探索是推动人类知识与技术进步的关键前沿领域。然而，极端的太空环境，如高低温循环、高真空、强辐射、原子氧侵蚀以及太空碎片撞击等对航天器材料提出了新的要求，即轻质、热稳定性强、抗辐射、耐腐蚀且机械性能优异。在这一背景下，高性能纤维及其复合材料凭借优异的综合性能，成为航天关键核心材料，广泛应用于航天器部件、宇航员装备和防护系统等领域。

  2025年6月18日，武汉纺织大学陈凤翔教授，徐卫林教授，浣江实验室王凯教授，孙书剑教授等人在Materials Today发表题为“Revolutionizing fiber materials for space: Multi-scale interface engineering unlocks new aerospace frontiers”的研究综述，系统梳理了高性能纤维材料在空天应用中的最新进展与未来趋势。

  高性能纤维材料正引领航天技术迈入轻质化、智能化与绿色化融合发展的新阶段。通过多尺度界面工程，从分子层调控到宏观结构设计，材料在结构强化、热控保护、原子氧防护、电磁屏蔽与健康监测等方面实现了多功能集成，显著提升了在极端空间环境中的稳定性与服役寿命。本文系统梳理了相关关键技术进展与工程应用，指出了当前在性能协同、制造精度与材料可持续性方面的核心挑战。值得期待的是，人工智能驱动的材料设计、多材料3D打印与闭环回收体系等前沿技术，正为突破现有技术瓶颈提供全新路径。先进纤维材料的每一次技术飞跃，都是推动深空探索从生存保障走向系统智能的关键一跃。未来，它们将不仅承担结构功能，更承载起航天生态体系的绿色使命，成为连接地球与星辰的智能纤维桥梁。

  最后，文章提出五点未来发展重点：一是结合纳米材料与多尺度结构优化，实现性能与功能协同提升；二是发展智能制造技术，提升界面控制精度与制品一致性，并推动标准体系建设；三是优化成型工艺，突破复杂构型下纤维可控分布与功能集成难题；四是发展低成本混杂复合体系，提升材料经济性与工程适配度；五是构建闭环回收机制，发展生物基材料，助力实现航天材料绿色转型。综上所述，高性能纤维复合材料将在未来航天系统中承担结构、功能与可持续的多重使命。其持续突破与应用落地，有赖于材料设计、制造工艺与环境工程等多学科的协同创新，以构建面向深空探索的高性能、智能化、绿色化新型材料体系。强调需要通过跨学科研究手段推动下一代航空航天纤维系统的发展，使其不仅能满足严苛的任务需求，还能为深空探测的长期可持续性提供支持。

图1 极端空间环境的多种表现形式及其对航空航天材料的影响。

图2 太空中复杂空间环境对航空航天材料造成的损伤。（a）原子氧的产生及其与基体材料的侵蚀机制。（b）紫外线辐射对芳纶纤维的损伤机制。（c）紫外线辐射对聚酰亚胺的损伤机制。

图3 航空航天领域使用的先进纤维材料及其相应功能特性

图4 高性能纤维材料的结构特性和功能应用。

  原文衔接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702125002500