天宫二号上将搭建液体桥
2016-09-22
你见过木桥、石桥、铁桥，但是你见过液体的桥吗？中国科学家就要在天宫二号上搭建一座液体的桥。
液桥是“太空微重力流体力学研究”的一个重要课题。在微重力环境下，液体表面张力大显神威。于是，就可以建立起大尺寸的液桥，而这在地面上是不可能做到的事情。目前，国际空间站上已经做出了直径50毫米的液桥。
专家介绍，当太空中的液桥两端的温度不一样的时候，一端热一端冷，在液体表面张力的作用下，就会产生热毛细流动。
由于地面浮力效应的掩盖，热毛细效应曾经一度被忽视。科学家们曾经以为，只要没有重力，对流就会消失，太空是理想的无对流环境，可制造出高纯度单晶。
因此很多科学家专门在国际空间站和探空火箭上开展了晶体生长实验。但实验结果却让科学家大失所望，晶体还是有条纹缺陷。
最后，科学家发现，在微重力环境下，虽然浮力对流消失了，但是在地面上名不见经传的热毛细对流却起作用了。
在天宫二号上进行的“液桥热毛细对流”研究项目，是中国第一次在微重力条件下开展液桥热毛细对流实验。
该项目主任设计师、中国科学院力学研究所研究员康琦介绍，这一空间实验的目的是要利用这种在地球上不可能建造出来的大尺寸的液体的桥，来研究在温差诱导的表面张力驱动下，其液体会有什么样的特殊流动规律？
康琦说，研究热毛细对流问题对于在实际工业生产中提高结晶晶体的质量具有重要意义。比如我们想生产出高质量的半导体材料，就要科学控制浮力对流和热毛细对流对单晶硅在晶体生长过程的影响。
据介绍，天宫二号上的液桥热毛细对流实验箱重13公斤，大小比普通台式电脑还要校
康琦说，搭建液桥使用的液体是一种低粘度硅油，这是很多化妆品中的成分。实验设计这座液桥的直径是20毫米，桥的“跨度”范围是3至20毫米。如果是在地球上，这样的液桥“跨度”只能做到4毫米。
科学家要尝试在太空里做出130多种不同情况的液桥，有的胖，有的瘦，有的高，有的矮。
