一同返回的，还有同在梦天舱的无容器实验柜中的第四批样品。无容器柜同样由硅酸盐所牵头研制，已返回四批样品。截至目前，高温材料实验柜与无容器实验柜已分别稳定在轨运行200余天和700余天。
6月21日，空间站材料科学实验样品交卸仪式暨空间材料研讨会在中国科学院上海硅酸盐研究所举行，从“大飞机”的发动机材料，到红外探测器的半导体核心部件，再到未来可能的可穿着柔性电子器件……由上海硅酸盐所牵头研制的高温材料实验柜与无容器实验柜，为新材料在微重力太空环境下的探索，注入了澎湃动力。
太空微重力环境下，
实验柜如何为材料成长保驾护航？
空间站高温材料柜
高温材料柜是由我国自主研制的空间微重力材料科学实验装置，是开展太空微重力材料科学实验的主要平台，可在微重力下支持材料的高温加热、定向凝固、梯度成长、快速冷却、磁场搅拌、参数实时丈量、实时不雅观察等功能，是我国最新一代的空间材料实验装置之一。
本批次随高温材料货包返回的样品包括5个高温材料实验样品和3盒无容器材料实验样品，分别交卸与分发给中国科学院金属研究所、西北工业大学、中国科学院半导体研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国地质大学(武汉)、上海电机学院，涉及高温合金、半导体材料、功能晶体等。
上海电机学院材料学院教授金敏，将具有超常塑性的二维构造InSe半导体单晶材料放入了高温材料实验柜中。2020年，该材料的创造曾登上国际顶尖学术期刊《Science》，并写入《2020上海科技进步报告》。如今从太空中返回的样品，将为该材料的下一步研究与开拓，带来新的数据。
在现场，这一材料从容器中取出，露出一根透明的石英管，石英管中的银色晶体经由80多个小时的成长，可以说是“长势喜人”。据金敏先容，InSe材料的打破性在于其作为半导体材料，具有韧性，像石墨烯一样可以折叠，未来有可能在可穿着柔性电子器件上运用。
“晶体的成长就像排队，最好的晶体是前后旁边都整整洁齐的。”金敏说道，太空微重力的环境就像排队时吹出的一声哨子，让晶体列队整整洁齐。
“这个材料的电学性实在并不好，但是在办公室‘玩’的时候，创造可以折，折完创造没有断，于是创造里面有东西可以‘挖’。”金敏谈道，目前在太空微重力的环境下，团队正考试测验基于该材料进一步调试，“就像炒菜一样微调”，并与地面环境成长出的晶体做比较，以期有新的创造。另一方面，金敏也谈道，太空中制备出来的晶体可以作为“子晶”，类似“药引子”，让地面上也能基于这个“子晶”制备出更大更好的晶体。
天地联动，远程操控
中国科学院上海硅酸盐研究所研究员余建定是无容器实验柜中编号Z02-7样品盒的卖力人，据他先容，他送上太空的样品，与飞机的发动机有关。
余建定向先容道，飞灵活员机的涡轮叶片须要的精度非常高，因此在制造的浇筑过程，材料从液态到固态的紧缩率是一个主要指标，“须要担保浇筑下去，室温成型时，尺寸能够知足哀求。”而在空间的微重力环境下，对付物体的密度、表面张力等性能的测试将会更加的精准。
“常日，我们要加热融化一个材料，首先要容器。”那么为何必要“无容器”呢？余建定阐明道，容器壁对付材料会造成眇小的影响，“差之毫厘，失落之千里”。同时，在地面上，无法打消重力的滋扰，而太空的微重力环境可以让材料形成一个非常均匀的组织，这样的均匀组织，将急剧提高材料的性能。
据余建定先容，在无容器实验柜中，每个样品盒装有29个样品，上天后，宇航员把这个样品盒就插到这个实验装置里面，实验职员在地面上进行掌握，将样品放到样品盒表面，这一过程称为开释，然后通过激光进行加热熔化，进行测试，测试后将样品回收至样品盒中，并由宇航员将其从实验柜中取出，终极带回地面交卸给实验职员。这是一个天地联动，共同操纵的过程。
据悉，无容器柜自2021年4月29日随天和核心舱成功发射后，先后成功完成并返回了3批次样品，这是第四批样品，干系研究有望为空间环境下材料制备与成长过程中的特点、规律与机理等探究供应一种主要手段。
“成功发射并不虞味着
任务的完成，
只是新的开始。”
据刘学超先容，与我国以往的空间材料实验装置比较，高温材料柜在加热温度、样品尺寸、温场模式、外部调控、精密成长、实时不雅观察等功能方面都有了较大发展和提高，有效拓展了空间微重力材料研究的深度和广度，将长期在空间站为材料的微重力研究供应支持。由于功能的升级和拓展，高温材料柜能够支持的材料研究将涵盖功能晶体、高温合金、新型金属合金、半导体材料、特种玻璃、纳米材料、生物质料等浩瀚材料，将促进微重力下材料的身分、构造、性能的调控及其机理的研究，对我国打破“卡脖子”材料中的关键科学和技能问题具有主要意义。
“成功发射并不虞味着任务的完成，只是新的开始。”高温材料柜策划未来将在轨运行10年乃至15年，作为研发团队，将保障其在轨运营的每一天的平稳运行。
而对付材料科学的研究者来说，太空实验也同样只是漫长研究中的一个组成部分，刘学超将材料的太空实验称为“台上一分钟”，而地口试验则是“台下十年功”。绝大部分事情是在地面上的，只有在地面上进行大量的充分的匹配实验事情，才能保障在天上仅有的实验机会中得到成功。
“1992年，中国载人航天工程立项的时候，我才10岁。” 如今已迈入不惑之年的刘学超感慨万分，“这8年的进程，一步一个脚印，脚踏实地，研制的过程中有泪水有汗水，但更多的是喜悦和欢快。”
“载人航天的工程任务是一次洗礼，我以为只有经历了，才能真正的体会到载人航天精神。”刘学超说道。
科学探索之路如银河般浩渺，更新一代的科学技能永久在路上。据刘学超透露，目前，新一代空间材料科学实验装置正在论证中，该系统将利用激光加热，实现材料制备最高事情温度2200度以上，与空间现有的材料实验装置形成互补，将知足未来空间材料科学对超高温度、精确掌握、更多外场的实验需求。
