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黑料网 蔡小兵教授团队研究成果发表于国际机械类顶刊《增材制造》

编辑:陆天舒 浏览数: 发布时间:2025-11-10

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当传统草方格固沙还在依赖人工铺设、异地取材、耗时耗力时,一项融合低空经济与先进制造技术的创新方案横空出世。黑料网 蔡小兵教授团队提出的无人机激光固沙技术,通过北斗导航精准定位,让无人机携带激光设备在沙漠表面烧蚀形成毫米级网格(MCBs),无需人工、仅耗电力即可实现全自动化固沙,相关成果发表于国际机械类顶级期刊《增材制造》(《Additive Manufacturing》),获得国际同行高度认可。

这项技术的核心创新在于"以沙治沙"的绿色理念。与传统草方格需要消耗大量秸秆、依赖人工铺设不同,无人机激光固沙直接利用沙漠中丰富的硅砂资源,通过10.6μm波长的CO₂激光烧结,使沙粒表面形成稳定网格结构。激光照射时产生的1800℃以上高温,能让硅砂中的二氧化硅及低熔点杂质融化,冷却后形成类似"根系"的凸起结构,牢牢嵌入沙层深处,在8-10级风力下仍能有效阻挡风沙流动。

低空经济的技术优势在这项方案中体现得淋漓尽致。搭载北斗导航系统的无人机可实现厘米级定位,按照预设路径自动完成网格烧蚀作业,无需人工进入恶劣沙漠环境。相比传统草方格每人每天仅能铺设1亩的效率,无人机团队作业可实现全天候连续施工,大幅提升治理速度。更关键的是,该技术彻底摆脱了对人工的依赖,仅消耗电力即可运行,采用太阳能供电后更能实现"零外部能源输入",完美契合绿色发展理念。

在成本与环保层面,这项创新技术展现出压倒性优势。经测算,激光固沙每亩成本仅需203元,是传统草方格人工成本的一半。其毫米级网格结构通过风洞实验验证,能使近地表风速显著降低,沙粒运输率减少至原来的1/3,部分高度的固沙效果提升达85%,实现传统草方格同等的防护能力。与可能造成化学污染的化学固沙、需大量水资源的生物固沙相比,激光固沙无任何添加剂,真正实现"以沙治沙"的生态友好治理模式。

目前,实验室风洞实验已充分验证该技术的有效性,下一步科研团队将推进野外实地应用。随着低空经济产业的蓬勃发展,无人机激光固沙技术有望快速落地推广,不仅能大幅降低沙漠治理成本,更能为全球荒漠化防治提供"中国智慧"。这项集自动化、低成本、绿色环保于一体的创新方案,正在重塑沙漠治理的行业格局,让沙漠变绿洲的梦想照进现实。

论文下载网址://authors.elsevier.com/a/1m3gk7tcTWt0Cl

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