用国产装置进行的空间蛋白质结晶实验

使用国内研制的管式汽相扩散结晶装置,在我国返回式卫星上,成功地完成了两次空间蛋白质晶体生长实验,10种不同种类的蛋白质配制的48个样品在空间的出晶率分别达52%和80%,其中少数蛋白质生长出了较高质量的蛋白质晶体。结果表明,空间的微重力环境利于改善蛋白质晶体的生长,而且在结晶条件优化足够好的条件下,在空间里能生长出比地面晶体尺寸较大、形态较好和内部有序性较高的蛋白质晶体。本文还就微重力对蛋白质晶体生长的具体作用及其开发利用做了讨论。      

CsI(Eu)晶体空间生长地面实验

人工晶体在高技术领域具有十分重要的应用.在多组分晶体生长过程中,由于分凝的存在,会导致成分沿晶体生长方向产生变化,从而影响到晶体性能的均匀性,对应用产生不利影响.为研究微重力对多组分晶体分凝的影响,利用天宫二号卫星进行空间晶体生长实验.结合晶体生长特性和天宫二号综合材料实验装置的技术条件,确定以铕掺杂CsI晶体为研究对象.在地面研制阶段,CsI（Eu）晶体样品顺利通过力学环模试验,并在地面实验中生长出质量较高的CsI晶体,样品中存在明显的组分分凝.      

空间环境对InSb晶体生长的影响

为了研究太空微重力环境对InSb 晶体生长的影响,在空间进行了InSb 晶体的重熔和再结晶实验。实验结果表明,空间可以生长出结构较完整、组份均匀的高质量单晶。另外还证明了利用多用途单晶生长炉内一侧余热进行单晶生长的可行性。     

日研制有机晶体生长装置

美航宇局(NASA)将于1990年使用航天飞机实施第一次国际微重力实验(IM-L_1),实验采用日本工业技术院电子技术综合研究所研制的有机晶体生长装置,在重力只为地面万分之一的微重力环境里,制造新的超导材料等。IML 计划是 NASA 从日本及欧洲各国募集实验装置,将它们搭载在航天飞机上进行新材料和生命科学的实验,经费由 NAS—     

空间微重力条件下碲镉汞晶体的布里支曼生长

在中国返回式卫星上进行了一台双温区空间晶体生长炉的搭载试验，成功地实现了空间微重力条件下碲镉汞晶体的布里支曼生长，取得了一些有意义的结果。文章介绍了这种晶体炉的设计和空间试验的过程；分析了回收样品的主要测试结果；并对空间材料加工装置的设计和一些相关工艺问题进行了讨论     

西德利用气球进行微重力实验

西德的OHB装置公司研制了使用气球进行廉价微重力实验的装置“MIKROBA2”。计划由气球搭载该实验装置,把落体吊到40～45公里高度后投放它,产生10~(-3)G的微重力,在此状态下持续约60秒。预定1988年开始运行。该项工作已在1986年5月由稍小一些的“MIKROBA 1”微重力实验装置进行了实际投放试验。已确认可获得十分稳定的微重力状态。     

微重力下胶原蛋白纤维化及羟基磷灰石结晶的初步研究

在长期空间飞行过程中, 骨质丢失是一个严重问题. 羟基磷灰石(HAP)晶体是骨骼的主要成分, 骨骼中的胶原蛋白纤维在HAP生长结晶过程中起到关键作用. 研究了胶原蛋白纤维化过程在模拟微重力和常重力条件下的变化, 对以胶原 蛋白纤维作为模板生长出的HAP晶体形貌进行了观察. 结果表明, 不同浓度胶原蛋白溶液中形成的胶原蛋白纤维, 其内部孔隙数量和尺寸在模拟微重力条件下要明显大于常重力条件下, 胶原蛋白纤维内部孔隙的分布也不同于常重力条 件下的结果. 以模拟微重力条件下形成的胶原蛋白纤维为模板生长出的HAP 晶体主要为立方体状, 而以常重力条件下形成的胶原蛋白纤维为模板生长出的 HAP晶体形貌主要为板状. 该结果有助于未来进一步阐明空间骨质丢失的机理.      

航天简讯

欧洲英托空间组织研制新型微重力实验装置欧洲英托空间(Intospace)组织开始加紧研制处理超导材料用的新型微重力实验装置。这个装置称为Suleika,其发射时间暂定在1989年下半年,使用哪一种运载系统将在1988年底前决定。英托空间组织现正考虑的发射系统有美国的航天飞机、苏联的光子回收航天器以及中国的长征运载火箭。这项任务是1988年8月成功地用中国的回收舱(长征2号火箭发射)搭载进行Cosima蛋白质晶体增长实验飞行的继续。Suleika将     

在空间微重力下生长碲镉汞晶体

本文叙述了我国首次在空间微重力下进行的碲镉汞(MCT)晶体生长试验及一些观测结果。生长是从熔体进行的。在空间90min的加热时间内,将MCT多晶试样熔化,然后随炉冷却,最后在地面上再结晶。于是,生长出约3cm长的晶体,其表面光滑.结构致密,无孔洞,由1～3个大晶粒组成,其中单晶占74%。X射线能量色散分析(EDS)表明,其径向组分均匀性优于±0.02,其中约1cm长的一段晶体的径向组分均匀性优于±0.01。电学特性与地面上生长的样品基本相同。     

微重力结晶实验成功率较低

美国一个研究小组说,尽管花费数百万美元把科学实验送入几乎无重力的空间,迄今为止,结果证明是得不偿失。自从探索微重力条件下蛋白质晶体是否比在地面生长得更好的首次试验以来已近十年,但是研究人员在《大自然》杂志上说,“在蛋白质晶体生长方面尚未得到任何有意义的突破”。     

国际微重力实验2上初定的课题

宇宙开发委员会空间站部门的应用分会,选定了搭载在航天飞机上的国际微重力实验-2(IML-2)的实验项目,内定20项。选定日本使用7种实验装置进行11项实验;美航宇局(NASA)使用3种实验装置进行9项实验。日本宇宙开发事业团(NASDA)的课题如下: ·在微重力下前庭适应机理的研究(水栖生物饲养装置)——用金鱼的脑功能弄清空间眩晕病。·微重力对骨细胞的增生、分化功能的影响(细胞培养箱)——以遗传因子水准     

基板和流速对羟基磷灰石生长的影响

通过共混制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）/羟基磷灰石（HAP）和PDMS/生物玻璃复合材料作为生长基板，研究了静止条件下不同基板上HAP的生长.设计了一套流速加载装置，观察模拟体液流速对生物玻璃基板上HAP晶体生长的影响.研究发现在静止条件下，HAP晶体在PDMS复合材料上比在生物玻璃上生长更快，尺寸更大；随着流速的增加，HAP晶体尺寸更大而且无定形沉淀数量减少.      

天宫二号碲化锌晶体生长

在天宫二号飞船综合材料实验炉六工位采用碲熔剂法生长了碲化锌晶体,生长时最高温度为800℃,以0.5mm·h-1的提拉速度向炉膛内部提拉生长晶体.飞行实验后,用相同实验参数在地面进行了对比实验.结果发现,空间样品尾部有一个非常大的橙色结晶区域（约10mm×6mm×2mm）,而地面生长样品中碲化锌晶体尺寸仅为约3mm×3mm×1mm,空间生长的碲化锌晶粒尺寸明显优于地面.空间微重力环境下,由于毛细作用,空间样品的塞子处有Te和ZnTe的外延膜生成.而地面生长的锭条在塞子处只有零星点状气相生产物.因此微重力条件有利于碲化锌晶体材料的生长.      

空间在轨流体输运双槽道微重力实验装置

空间在轨流体输运双槽道微重力实验装置通过在微重力环境下对开口槽道中的流动进行观察,可以分析研究微重力下流体输运的稳定特性.双槽道形式的实验装置在单次实验中可同时对两种不同截面,不同流量的槽道流动进行观测,同时可有效提升落塔实验效率,减少不同槽道对比实验中的不确定因素.针对双槽道流体实验装置设计的关键问题,例如密封、压力补偿、设备布局等,提出了实验装置的系统结构及落塔实验步骤.在落塔短时微重力环境中,采用氟化液（HFE7500）流体介质,利用本实验装置成功观测到槽道流体输运流动与失稳现象.      

返回式卫星上的微重力水平估算

导出了近地卫星上任意部位微重力水平的表达式,分析和近似估算了利用我国返回式卫星进行首次空间材料加工试验时的微重力水平,表明是在按轨道周期变化的优于1×10~(-5)g_0的准稳态加速度上,迭加了幅度不超过2×10~(-4)g_0的随机加速度脉冲干扰。我国在1987年8月5日发射的返回式卫星上,首次搭载了一台空间晶体生长炉,在空间微重力条件下进行了以砷化镓为主的十项材料加工试验。为了对所得结果进行科学的分析,就必须知道晶体生长期间的微重力水平。本文结合卫星的实际运行参数给予了估算。     

微重力条件下红外材料的空间生长

根据近年红外材料在空间生长的研究概况,分析了涵盖熔体、气相、液相外延和分子束外延等生长方法及各个方法生长红外材料的基本原理,在地面生长遇到的问题,以及在空间微重力环境中进行红外材料生长的优势.同时基于中国利用熔体法在天宫二号上已经进行的ZnTe:Cu晶体的空间生长科学实验及地基实验结果,通过对空间和地面实验结果进行对比,提出了在超高真空环境下,利用分子束外延方式生长高性能、大尺寸红外材料的可能性,以及未来在空间微重力条件下进行红外材料生长的研究方向及具体应用.      

空间低温溶液晶体生长的地基实验

首次使用疏水型聚四氟乙烯微孔滤膜,利用其透气不透水的特性,密封晶体生长容器,采用恒温蒸发法进行晶体生长.溶剂通过蒸发离开生长容器后,被生长容器外的吸附剂吸附,使得溶液维持一定过饱和度,以实现单晶的连续生长.在此基础上研制出一套空间低温溶液晶体生长地基模拟装置.利用此装置进行了一系列地基模拟实验,获得一批高质量α-LiIO₃单晶,证实了该生长装置的溶剂蒸发量和容器密封性能够满足空间低温溶液晶体生长需要,为未来空间低温溶液晶体生长实验奠定了基础.      

孤立气泡生长过程的短时微重力落塔实验研究

利用中国科学院国家微重力实验室北京落塔提供的3.6s微重力时间开展了短时微重力条件下的池沸腾实验研究, 分析了微重力条件下孤立的单个气泡生长过程特征. 实验中采用掺杂磷的N型光滑硅片作为加热面(加热片尺寸10mm×10mm×0.5mm), 以含气率0.0046 (气液摩尔分数比)的FC-72作为工质, 利用恒流源对加热片通电加热. 通过对实验观测到的单个气泡生长图像及相应传热数据分析可知, 经典传热机制控制的气泡生长模型可以描述其早期特征. 相关模型中经验参数的拟合结果在文献报道的数值范围内, 表明重力对气泡生长早期影响较小, 但较大的气泡尺寸可以提供更准确的数值结果.      

航天之窗

我国近几年多次运用卫星搭载空间晶体炉在微重力条件下获得用于卫星通讯、微波通讯的优质砷化镓单晶。我国的空间晶体炉,具有功耗低、效率高、炉膛温度高的特点,以很低的成本获得了世界第一块空间生长的砷化镓。科学家还利用空间晶体悬浮重熔生长炉,首次在空间生长出半绝缘体砷化镓单晶。最近搭载的空间大直径晶体功率移动生长炉获得了世界上首次公开报道     

微重力环境下植物培养箱设计

基于空间微重力下植物的生物学效应及其微重力信号转导研究需要,在微重力条件下培养拟南芥,获得经微重力条件生长的拟南芥样品.在空间实验过程中实时采集、存储和传输植物样品的数字图像,并根据生物样品的生长周期对生物样品进行低温固定和储存,再由返回式卫星带回地面,开展微重力植物生物学效应研究.