8月26日，2024年度上海市科学技术奖正式颁布，上海交通大学朱新远教授领衔的航天团队完成的“新一代运载火箭表面特种防护涂层技术与应用”项目荣获特等奖。这项突破性的成果在航天防护涂层领域实现了质的飞跃。
朱新远团队在国际上首次提出并成功实践了“超支化聚合物涂层一体化防护”的全新路线，彻底颠覆了传统隔热片拼接技术，开创了具有国际引领性的“中国方案”。这一技术为中国火箭披上了一层高效可靠的“防护铠甲”，为长征系列等新一代运载火箭的研制与批量生产提供了坚实可靠的支撑，助力中国航天迈向更远的深空。
新一代运载火箭肩负着艰巨使命，对覆盖全身的表面防护材料提出了苛刻要求。卫星整流罩和低温燃料贮箱是火箭防护体系的关键。发射升空时，位于火箭头部的卫星整流罩需承受500℃以上高温气流的猛烈冲刷，必须给整流罩披上高效的“隔热斗篷”。新一代火箭采用液氧等超低温燃料，加注后贮箱壁温度骤降至-183℃，因此，火箭表面防护面临着极端温度的考验。
过去，国内外普遍采用在火箭外层手工粘贴防热软木片的方法，但这种方案工艺繁琐、制造周期长、效率较低，且存在大量拼接界面，可靠性不高。为了耐受极端低温冲击，传统贮箱采用的多层包覆防护技术不仅重量大、结构复杂，同样面临易脱粘分层的问题。
转折点来源于一次上海交大师生间的“跨界”碰撞。朱新远教授团队长期深耕于聚合物合成的科学前沿，早在2009年就发明了杂化聚合制备超支化聚合物的新方法，并探索其在航天工程领域的应用可能性。张崇印从上海交大毕业后加入上海航天设备制造总厂有限公司，负责新一代火箭高分子防护材料的研制工作。面对整流罩和贮箱的防护难题，师生两人一拍即合，联合上海宇航系统工程研究所等单位，组建了一支产学研用深度融合的攻关团队。
在上海市科委的推动下，上海航天特种环境高分子功能材料工程技术研究中心于2018年正式获得批复，形成了完整的创新链条。在这个体系中，上海交通大学专注于基础技术研究和新材料开发，上海宇航系统工程研究所聚焦航天器的热环境分析、仿真与地面试车验证，上海航天设备制造总厂有限公司负责将防热材料从实验室配方转化为可靠产品，攻克工程化应用的“最后一公里”。
为了破解“冰火九重天”难题，攻关团队提出了一个极具颠覆性的构想：抛弃传统的“拼拼补补”，采用一体成型的防护涂层。这种方案只需一次喷涂即可成型，彻底消除拼缝隐患，大幅提升可靠性，显著缩短生产周期。
然而，要打造满足火箭严苛要求的“防护铠甲”，难度超乎想象。普通防护涂层直接喷涂在冰冷的金属舱壁上，在极寒下会变得脆如薄冰，极易开裂、剥落而丧失保护作用。团队创造性提出两种或多种聚合反应协同进行的杂化聚合新思想，成功将传统合成的“等活性”转化为“非等活性”调控，抑制了交联副反应，实现了结构精准定制的超支化聚合物的可控制备与规模化生产。
超支化聚合物像神奇的“柔顺剂”和“万能胶”，其特殊结构能高效包裹、分散大量填料，大幅降低体系粘度，使其“喷得流畅”。同时，其丰富的末端官能团又能与基体材料通过多种方式形成强力结合，使涂层“粘得牢固”。此外，超支化聚合物独特的三维结构赋予了涂层抵抗极冷极热冲击而不开裂的能力。
“新一代运载火箭表面特种防护涂层技术与应用”项目成果已成功应用于多个型号运载火箭，累计实现多次航天应用。特别是在我国首型固体捆绑火箭长征六号甲为代表的任务中发挥了关键作用。2024年8月6日，长征六号甲运载火箭成功将“千帆星座”首批组网卫星——千帆极轨01组卫星送入预定轨道。
朱新远透露，该技术使火箭表面的防护工期从原先的一个月左右缩短到一周以内，成本大幅度下降，火箭重量也大幅减重，具有明显的高效率、高可靠、低成本优势。团队还将高性能聚合物技术拓展至民用领域，应用于北京冬奥会场馆、巴黎奥运会设施、上海卢浦大桥等标志性工程，不仅创造了可观的经济效益，还打破了国外企业对高端工业涂料的技术垄断。
