6月21日，随“神十五”返回的空间站高温材料科学实验柜（高温材料柜）首次下行材料样品，以及无容器实验柜下行的第四批样品，在中国科学院上海硅酸盐研究所交付给相关科学家。

据悉，本批空间材料实验样品于6月4日随神舟十五号载人飞船返回舱从中国空间站返回地面。

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。为保证天地对比实验的效果，上海硅酸盐在地面也开展了大量匹配实验，以提高空间实验的效率和效果。

(相关资料图)

无容器材料科学实验系统主任设计师、上海硅酸盐所研究员余建定介绍，无容器实验柜材料样品一盒可装载29个样品，共有10盒样品，此次带回了的样品中既有金属材料，也有非金属材料，“有的对于研发大飞机叶片，提升其性能，会起到重要作用；有的则意在对小行星早期的星胚形成过程进行探索”。

空间站高温材料柜自2022年10月31日随梦天舱成功发射后，在轨先后开展了组装调试、功能检测、科学实验等工作任务，并于今年5月完成了第一批空间材料科学实验。

本批次随高温材料货包返回的样品包括五个高温材料实验样品和3盒无容器材料实验样品，分别交接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。

“今天接收材料，我们昨晚兴奋得到凌晨两三点，都没睡着。”高温材料科学实验系统主任设计师、上海硅酸盐所研究员刘学超在交接仪式现场，打开了第一支样品管。

拧开螺丝、撤出垫片，一支长约20厘米的石英管子被从陶瓷保护管中取出。看到乌黑泛光，表面起泡的铟硒半导体晶体，刘学超高兴地说：“很成功，晶体长得不错！”

一次偶然的机会，上海电机学院金敏教授在办公室“手撕”铟硒半导体这种层状材料，无意中将其折叠又展开，发现它竟然没像其他半导体材料那样脆生生断裂，而是具有柔韧的塑性。于是，他对这种材料产生了兴趣。在国际著名学术期刊《科学》杂志上发表相关论文后，金敏又联系更多同行，进一步研究铟硒半导体。“一般半导体材料在空间生长，晶体的缺陷可减少上百倍。”他说，希望从这次获得的空间生长晶体中，探寻这种材料的更多奥秘。

高温材料柜是由我国自主研制的重大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重要平台，可在微重力下支持材料的高温加热、定向凝固、梯度生长、快速冷却、磁场搅拌、参数实时测量、实时观察等功能，是我国最新一代的空间材料实验装置之一。

该实验柜的加热温度和单批次样品数量都处于国际领先水平，X射线透射成像功能在国际上属首次上行至空间站。高温材料柜采用标准化、模块化设计，支持在轨更换和升级。

与我国以往的空间材料实验装置相比，高温材料柜在加热温度、样品尺寸、温场模式、外部调控、精密生长、实时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提供支持。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、生物材料等众多材料，将促进微重力下材料的成分、结构、性能的调控及其机理的研究，对我国突破卡脖子材料中的关键科学和技术问题具有重要意义。

作者：许琦敏

摄影：袁婧

责任编辑：任荃

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