專家解讀“天宮課堂”第二課太空實驗背后的奧秘

2022-03-24 08:43 來源：新華社責任編輯：楊姍姍

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摘要：中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張璐介紹，過飽和溶液結晶通常需要外界“擾動”，而這個實驗的“玄機”就在于小棍上沾有晶體粉末，為過飽和乙酸鈉溶液提供了凝結核，進而析出三水合乙酸鈉晶體。

新華社記者李國利黃一宸

3月23日下午，中國空間站“天宮課堂”再度開課，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富演示了太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗等。

為什么要做這些科學實驗？背后蘊含著哪些科學奧妙？與人類探索浩瀚宇宙又有什么關聯？新華社記者采訪多位專家一一解讀。

實驗一：溫熱的“冰球”

【現象回顧】這一幕仿佛發生在“魔法世界”：透明的液球飄在半空中，王亞平用一根小棍點在液球上，球體瞬間開始“結冰”，幾秒鐘就變成通體雪白的“冰球”。王亞平說，這枚“冰球”摸上去是溫熱的。

【專家解讀】“太空‘冰雪’實驗實際上是過飽和乙酸鈉溶液形核、結晶的過程，過程當中會釋放熱量。”中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張璐介紹，過飽和溶液結晶通常需要外界“擾動”，而這個實驗的“玄機”就在于小棍上沾有晶體粉末，為過飽和乙酸鈉溶液提供了凝結核，進而析出三水合乙酸鈉晶體。

【延伸閱讀】在地面上進行結晶實驗時，晶體的樣子可能因容器形狀不同有很大差異。而在微重力環境中，晶體并不受容器的限制，可以懸浮在半空“自由生長”，這與中國空間站里的無容器材料實驗柜相呼應。無容器材料實驗柜目前主要有兩個用途：一是實現材料在無容器狀態下從熔融到冷卻凝固的過程，供科研人員收集物性參數進行研究；二是用于特殊材料在軌生長，縮短新材料從實驗室走向流水線、走進大眾視野的時間。

實驗二：“拉不斷”的液橋

【現象回顧】葉光富將水分別擠在兩塊液橋板上，水球狀似倒扣著的碗。液橋板合攏，兩個水球“碗底”挨“碗底”；液橋板分開，一座中間細、兩頭粗的“橋”將兩塊板相連；王亞平再將液橋板拉遠，液橋變得更細、更長，仍然沒有斷開。

【專家解讀】張璐介紹，微重力環境與液體表面張力是液橋得以成形的主要原因。

（新華社北京3月23日電）

責任編輯：楊姍姍

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