面对浩瀚宇宙，从古至今人类都充满了疑问：众多星球中，存在类似地球一样的星球吗？除了人类，还有存在其他灵长类的生物吗？等等一系列问题。当然，美国好莱坞推出的一系列大片来满足了普通人的好奇心！然而，根据联合国人口基金会调查显示，在2016年，全世界人口就已经超过了72亿。预计在未来较长一段时间内，人口数量还会持续增加。迫使人类加快对宇宙的探索，希望可以找到类似地球的星球，从而移居部分人类以缓解地球的压力。其实，生产具有超强和超轻结构的材料技术在很大程度上决定了人类对空间的探索、利用以及星球移居的进展。
图1、选择具有超稳定空间结构材料所面临的挑战
在过去的几十年里，科研人员进行了大量的科学研究，以便开发并制造出能够用于航天器中关键尺寸器件的尺寸超稳定结构的材料。并研发出了碳纤维增强的聚合物材料，导致了结构设计具有接近零的热膨胀系数的特点。然而，由于水分的进入和释放而导致的尺寸不稳定仍然是基体的基本脆弱性，限制了该材料的许多应用。
基于此，英国萨里大学的S. R. P. Silva教授（通讯作者）团队报道了一种机械耦合的多层扩散阻隔增强的碳纤维复合材料（BECFRP），可以显著降低水分的扩散速率，并消除挥发性有机化合物（VOCs）的释放。所制备的BECFRP具有机械完整性和强度，且强度优于CFRP，同时保持不透湿和脱气性。更重要的是，即使在热循环之后，与应力匹配的表面也减少了表面的应力和污染，从而具有更强的附着力和机械完整性。虽然机械集成的壁垒很薄（<1 μm），但是对整体结构的热膨胀系数（CTE）并没有影响。此外，本文还报道了一种专门设计的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统，利用该系统能够在单次沉积过程中甚至将复杂形状的三维（3D）组件封装起来，而无需要从原材料中看到。同时，也可以选择性地沉积最上层的发射层，以在光学结构周围提供黑体吸收。
