天宮二號發射?9月15日22時04分，天宮二號空間實驗室在酒泉衛星發射中心點火升空！
天宮二號是我國首個真正意義上的“太空實驗室”，它安排了地球科學觀測及應用、空間科學實驗及探測、應用新技術等領域的十余項高精尖的任務，比如：
- 中科院上海光機所研制的“空間冷原子鐘”將激光冷卻技術和空間微重力環境結合，有望實現10^-16量級的超高精度（約3000萬年誤差1秒），將目前人類在太空中的時間計量精度提高1~2個數量級。
- 開展大Prandtl數液橋熱毛細對流穩定性相關問題的研究，研究在空間微重力環境下熱毛細對流的失穩機理問題，拓展流體力學的認知領域，取得具有國際先進水平的研究成果。
- “天極”望遠鏡，主要科學目標是探測研究遙遠宇宙中突然發生的伽瑪射線暴現象，并在國際上首次對伽瑪暴的偏振性質實現高精度、系統性地測量，從而深入地研究恒星演化、黑洞形成以及伽瑪暴爆發的物理機制，為更好地理解極端天體物理環境下產生的這種宇宙中最劇烈的爆發現象做出重要貢獻。
- 空間環境分系統可實時監測“天宮二號”軌道上的輻射環境和大氣環境，實現艙外16個方向的電子、質子等帶電粒子的強度和能譜監測，以及軌道大氣密度、成分及其時空變化與空間環境污染效應監測等。
- 在“天宮二號”空間實驗室中將開展兩種代表性的植物——擬南芥和水稻的培養實驗，著重探索在太空環境中如何控制植物開花結種的技術與方法，為建立保障人類長期空間生存所必需的生命生態支持系統奠定基礎。
- 太空實驗室里的尖端“數碼相機”，寬波段成像光譜儀擁有相當深厚的“內力”。相機被安裝在太空實驗室對地觀測面的“肚子”上，有了它，“天宮二號”可謂擁有了“火眼金睛”的本領，看海洋，看大氣，樣樣精通。
作為“天宮二號”即將進行的10余項空間科學實驗之一，“綜合材料實驗”格外引人注目。綜合材料實驗是由中科院物理研究所和中科院上海硅酸鹽研究所共同牽頭負責，院內外6個研究所和西北工業大學共同承擔的材料科學實驗項目。
本次“綜合材料實驗平臺”共配有18個樣品材料（12個實驗樣品，6個熱物性測量樣品），每次制備或測量6個樣品，分三批進行實驗。將要研究半導體光電子材料、金屬合金及亞穩材料、納米以及復合材料等制備基理，揭示在地面重力環境下難以獲知的材料物理化學過程的規律。預期可獲得高質量的空間材料樣品，作為模型材料的結構、功能、工藝參數等方面獲得有價值的科學研究成果。
天宮二號上的“八卦爐”
材料實驗爐拆開來看，整個結構類似于一把“左輪手槍”——由加熱爐單元構成的“槍管”和樣品管理單元構成的轉輪“彈夾”。加熱爐單元有一個直徑18毫米的爐膛，空間材料的制備和處理就是在這個高溫槍管中完成的。通過控制“槍管”中的溫度，可實現材料的熔化和凝固，從而在空間微重力條件下制備出地面難以合成的高質量材料，“彈夾”內一次能夠完成6種材料樣品的高溫制備和處理。
天宮二號綜合材料實驗不但“爐子”設計精妙，參與實驗制備的12個材料科學實驗樣品和6個熱物性測量樣品也是各顯神通，包含了復合材料、金屬合金、有機高分子材料和晶體材料等多種不同種類的材料，將在空間微重力下進行ZnTe: Cu晶體空間生長、介孔基納米復合材料制備、Al-Cu-Mg單晶金屬合金空間凝固與缺陷控制、CsI閃爍晶體空間制備與性能研究等12項空間材料實驗。
- 多晶碲化鋅(ZnTe)：這種太赫茲材料未來將幫助我們實現建造更為高效且靈敏的外太空探測器的夢想。通過“碲溶劑法”用綜合材料實驗裝置進行微重力下ZnTe:Cu晶體生長的科學實驗。目標是在“天宮二號”上完成晶體生長的實驗，以期獲得組分更為均勻、缺陷濃度低的晶體樣品。
- 介孔基納米復合材料：期待更加完美的光通信材料。在微重力下，通過對組裝有納米顆粒的有序介孔復合材料（Au/m-SiO2）進行高溫處理，制備一類第二相納米粒子尺寸一致且高度分散的、具有增強的非線性光學響應性能的新型納米復合材料；通過地基與空間合成材料的實驗對比及理論分析，揭示材料顯微結構與非線性光學響應之間的關系。
- 組元復相合金：采用合金化結合摻雜的方法，如三元體系（Bi-Te-Se和Bi-Te-Sb）和四元體系（Bi-Te-Se-I），可以增強聲子散射，降低晶格熱導，優化載流子濃度，提高功率因子，從而提高其熱電優值（ZT值），為較大幅度提高熱電材料的性能和轉換效率提供科學依據，為進一步提高我國材料科學實驗水平和實驗裝置的研制能力提供技術積累。
- 單晶金屬合金：更輕更硬更完美的未來合金材料。在空間和地面同樣工藝條件下開展Al-Cu-Mg（鋁-銅-鎂）單晶合金的定向凝固生長實驗，對比研究重力和微重力條件下Al-Cu-Mg（鋁-銅-鎂）單晶合金凝固微觀組織的差異，分析微重力對枝晶形態、元素偏析以及疏松、雜晶和雀斑等的影響及相關規律。
- 閃爍材料：沒有它，骨科醫生可再也看不到X光的片子了。借助“天宮二號”提供的晶體生長平臺進行空間晶體生長，重點研究微重力與晶體組分分凝的關系。探索空間微重力條件下固熔體晶體的組分分凝的特點，研究摻雜CsI晶體中摻雜離子分布均勻性與微重力條件的關系。
- 新型金屬基復合材料：在微重力下，進行SiC/Zr-基合金新型復合材料的形成與凝固過程研究及潤濕性和液/固界面原子交互作用研究，探索重力作用對金屬基復合材料制備的影響機理，促進材料科學的發展和新型復合材料的實際應用。
- 鐵電薄膜紅外焦平面列陣：用熱成像看清世界的每一絲細節。通過地基、空間對比研究，揭示sol-gel鐵電薄膜外延生長的機制，建立鐵電薄膜外延生長的工藝，生長出具有優良熱釋電特性的鐵電薄膜材料，為研制性能良好的非制冷紅外焦平面提供可靠的材料基礎。
- 紅外探測器材料：未來戰場的“千里眼”。在空間微重力條件下，采用改進的“布里奇曼法”生長紅外探測器材料InTeSb；利用微重力條件下浮力對流消失的特點，實現標準化學配比及組分均勻的高質量InTeSb單晶制備；研究空間微重力環境下特有的材料生長現象及規律，特別是探索利用非接觸生長降低材料缺陷濃度的可行性；通過地面模擬空間微重力實驗條件，為地基制備高質量的紅外探測器材料InTeSb奠定基礎。
- 磁性半導體：小小自旋，翻轉天地——未來自旋電子器件。通過本次搭載實驗，制備Mn（錳）組分均勻分布的InMnSb晶體材料，探索錳離子在InSb基質材料晶格中的占位情況及分布規律，了解錳的組分均勻性和材料磁性質之間的關系，獲得InMnSb材料生長的規律性技術參數。
- 高性能熱電半導體：新一代的控溫大師。本次實驗，除了要揭示多組元（Bi2Te3-Sb2Te3-Te）晶體生長過程中溶質輸運的內在規律，還要重點研究熱電材料組分（如碲Te）變化對材料熱電協同（電導率、載流子濃度、塞貝克和熱導率等）輸運關聯性的影響，這是一項具有一定的先進性和前沿性的實驗。
- 偏晶合金空間定向凝固：一言不合，換個模式凍起來。難混溶合金所具有的特殊的力學和物理性能及其在工業上的應用前景越來越受到人們關注。長期以來，材料科學家致力于偏晶合金的凝固過程研究，期望能通過使用合理的凝固方法和優化的凝固過程工藝參數，獲取具有理想凝固組織的偏晶合金材料，滿足工業需求。
- 材料制備實驗裝置分析實驗和模型研究：通過空間和地面材料科學實驗裝置在實驗過程中的溫度測量，結合數值仿真計算，建立空間和地面材料科學實驗裝置傳熱特性分析的數值仿真計算模型。基于已建立的空間和地面材料科學實驗裝置傳熱特性分析的仿真計算模型，通過數值計算，從實驗裝置的熱設計、樣品安瓿的熱設計、樣品制備加熱方案的優化等方面入手，建立地面樣品模擬空間樣品熱環境的方法。
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