【當(dāng)前獨(dú)家】“神十五”帶回的材料樣品回上海了！今天接進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，他們興奮到失眠

6月21日，隨“神十五”返回的空間站高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜（高溫材料柜）首次下行材料樣品，以及無(wú)容器實(shí)驗(yàn)柜下行的第四批樣品，在中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所交付給相關(guān)科學(xué)家。

(資料圖片)

據(jù)悉，本批空間材料實(shí)驗(yàn)樣品于6月4日隨神舟十五號(hào)載人飛船返回艙從中國(guó)空間站返回地面。

無(wú)容器柜自2021年4月29日隨天和核心艙成功發(fā)射后，先后成功完成并返回了3批次樣品，這是第四批樣品。為保證天地對(duì)比實(shí)驗(yàn)的效果，上海硅酸鹽在地面也開(kāi)展了大量匹配實(shí)驗(yàn)，以提高空間實(shí)驗(yàn)的效率和效果。

無(wú)容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師、上海硅酸鹽所研究員余建定介紹，無(wú)容器實(shí)驗(yàn)柜材料樣品一盒可裝載29個(gè)樣品，共有10盒樣品，此次帶回了的樣品中既有金屬材料，也有非金屬材料，“有的對(duì)于研發(fā)大飛機(jī)葉片，提升其性能，會(huì)起到重要作用；有的則意在對(duì)小行星早期的星胚形成過(guò)程進(jìn)行探索”。

空間站高溫材料柜自2022年10月31日隨夢(mèng)天艙成功發(fā)射后，在軌先后開(kāi)展了組裝調(diào)試、功能檢測(cè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等工作任務(wù)，并于今年5月完成了第一批空間材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

本批次隨高溫材料貨包返回的樣品包括五個(gè)高溫材料實(shí)驗(yàn)樣品和3盒無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)樣品，分別交接與分發(fā)給中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、西北工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)、上海電機(jī)學(xué)院，涉及高溫合金、半導(dǎo)體材料、功能晶體等。

“今天接收材料，我們昨晚興奮得到凌晨?jī)扇c(diǎn)，都沒(méi)睡著。”高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師、上海硅酸鹽所研究員劉學(xué)超在交接儀式現(xiàn)場(chǎng)，打開(kāi)了第一支樣品管。

擰開(kāi)螺絲、撤出墊片，一支長(zhǎng)約20厘米的石英管子被從陶瓷保護(hù)管中取出。看到烏黑泛光，表面起泡的銦硒半導(dǎo)體晶體，劉學(xué)超高興地說(shuō)：“很成功，晶體長(zhǎng)得不錯(cuò)！”

一次偶然的機(jī)會(huì)，上海電機(jī)學(xué)院金敏教授在辦公室“手撕”銦硒半導(dǎo)體這種層狀材料，無(wú)意中將其折疊又展開(kāi)，發(fā)現(xiàn)它竟然沒(méi)像其他半導(dǎo)體材料那樣脆生生斷裂，而是具有柔韌的塑性。于是，他對(duì)這種材料產(chǎn)生了興趣。在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上發(fā)表相關(guān)論文后，金敏又聯(lián)系更多同行，進(jìn)一步研究銦硒半導(dǎo)體。“一般半導(dǎo)體材料在空間生長(zhǎng)，晶體的缺陷可減少上百倍?！彼f(shuō)，希望從這次獲得的空間生長(zhǎng)晶體中，探尋這種材料的更多奧秘。

高溫材料柜是由我國(guó)自主研制的重大空間微重力材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，是開(kāi)展太空微重力材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要平臺(tái)，可在微重力下支持材料的高溫加熱、定向凝固、梯度生長(zhǎng)、快速冷卻、磁場(chǎng)攪拌、參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量、實(shí)時(shí)觀察等功能，是我國(guó)最新一代的空間材料實(shí)驗(yàn)裝置之一。

該實(shí)驗(yàn)柜的加熱溫度和單批次樣品數(shù)量都處于國(guó)際領(lǐng)先水平，X射線透射成像功能在國(guó)際上屬首次上行至空間站。高溫材料柜采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，支持在軌更換和升級(jí)。

與我國(guó)以往的空間材料實(shí)驗(yàn)裝置相比，高溫材料柜在加熱溫度、樣品尺寸、溫場(chǎng)模式、外部調(diào)控、精密生長(zhǎng)、實(shí)時(shí)觀察等功能方面都有了較大發(fā)展和提高，有效拓展了空間微重力材料研究的深度和廣度，將長(zhǎng)期在空間站為材料的微重力研究提供支持。由于功能的升級(jí)和拓展，高溫材料柜能夠支持的材料研究將涵蓋功能晶體、高溫合金、新型金屬合金、半導(dǎo)體材料、特種玻璃、納米材料、生物材料等眾多材料，將促進(jìn)微重力下材料的成分、結(jié)構(gòu)、性能的調(diào)控及其機(jī)理的研究，對(duì)我國(guó)突破卡脖子材料中的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題具有重要意義。

作者：許琦敏

攝影：袁婧

責(zé)任編輯：任荃

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