什么叫“悶聲干大事”,？繼太空種水稻后,，我國航天員再次完成一項不可能實驗，為中國航天發(fā)展殺出一條新路,！

這項實驗就是在太空中那種微重力條件下,，觀察漂浮在真空室的鈮合金顆粒在激光的作用下哪怕一點點的變化，最終成功在太空中制造工業(yè)鈮合金,。

聽上去并不難,，但航天科技最先進的老美至今未完成，那么我國航天員是如何完成的呢,？

首先說一下鈮這種能夠讓其他金屬變得具有更大強度的金屬,。

人們最早發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)時，科學家也不敢確認這是一種全新的物質(zhì),，因為鈮有一個特點,，就是常常與碳酸鉀、鉭等元素共同存在于自然界中,。

直到1864年,，科學家們才開始深入研究這種特殊的元素。

雖然鈮在燈泡燈絲的應用上不及鎢絲,，但它在其他領域發(fā)揮了重要作用：作為合金添加劑可以提高鋼材硬度,、增強磁鐵磁性,。

特別是在核工業(yè)快速發(fā)展后，由于鈮對熱中子的捕獲截面極低,，在核工業(yè)中得到了廣泛應用,。

盡管人們發(fā)現(xiàn)了鈮的眾多用途，但由于其在自然界中十分稀少,，主要分散在堿性巖石和深層花崗巖中,，這使得鈮的勘探和開采都非常困難。

因此在很長一段時間內(nèi),，鈮僅僅停留在科學研究的理論層面,，難以實現(xiàn)工業(yè)化應用。

到了20世紀初期,，科學家們發(fā)現(xiàn)可以通過有機溶劑提取和氫碳還原、鋁熱反應等方法來提煉鈮,，這才使鈮在工業(yè)領域得到廣泛應用,。

鈮具有熔點高、硬度大,、導電性好等特點，因此,，鈮合金成為了制造火箭和高速戰(zhàn)機噴氣發(fā)動機的理想材料,。

同時,，鈮在核反應堆中能提高運行安全性,，還被廣泛應用于智能手機和高空衛(wèi)星通信等領域,。

然而,，因為技術不夠成熟，以至于無法大規(guī)模生產(chǎn)鈮合金,，只能讓這種堪稱能夠改變世界發(fā)展格局的材料小規(guī)模地生產(chǎn)。

在高強度鋼鐵的應用方面,，鈮合金生成的高強度晶體通常需要在1600多度的高溫下超過100個小時才能生成,。

這個過程溫度控制極為關鍵，稍有偏差就可能前功盡棄,，例如在常溫加工的情況下,，會讓鈮合金變得十分脆弱,，很容易產(chǎn)生一批又一批的“殘次品”,。

同時,，因為探查、提煉,、合成的成本相對較高,，也在很大程度上限制了人們對鈮合金的使用。

正是因為鈮合金在工業(yè)發(fā)展和各種裝備發(fā)展中有著這樣重要的作用卻又難以工業(yè)量產(chǎn),，所以各國的科研人員在經(jīng)歷各種失敗之后,，將對于鈮合金工業(yè)化生產(chǎn)的任務，稱為“不可能完成的任務”,。

那么,，我國為什么會把這種“不可能的任務”搬到太空去進行實驗呢？

其實,，我國的科研人員在多年以前就已經(jīng)意識到在常溫中進行鈮合金的困難,，而且提出了在“長時間微重力”環(huán)境中進行實驗的想法。

2021年發(fā)射到太空的天和實驗艙里,，安裝了一個特殊的實驗設備——無容器材料實驗柜。這個實驗柜很神奇,，它能利用電場的力量讓實驗材料在太空中'漂浮'著,，就像被看不見的手托著一樣。

為什么要讓材料漂浮呢,？這是因為如果實驗材料碰到了容器壁或其他東西,，就可能影響實驗的準確性。通過這種'懸空'的方式,，科學家們就能得到更可靠的實驗結果,。

根據(jù)航天機構所提供的資料來看，我國的航天員至少在無容器實驗柜中進行6批次的合金材料煉化實驗,，有超過10種在地面難以進行精確實驗的合金材料的研發(fā)進度得到了提升,，其中不僅有鈦合金、鋯合金,，還有這一次取得成功的鈮合金,。

因為太空中是沒有重力的，所以人們在太空中也應該是處于一種失重狀態(tài),，只不過是在空間站中制造出了一種便于人們工作和生活的微重力狀態(tài),。

而這種無容器材料實驗室，則能夠讓在其中的液態(tài)物和金屬都保持一種無重力的漂浮狀態(tài),，避免了像鈮這種“活躍”的金屬和其他金屬接觸,。

另外，航天員在實驗中還能使用激光對懸浮的鈮合金顆粒進行有效地加溫,，最高溫度能夠達到3000度,。這樣的高溫足夠鈮合金克服易脆的缺陷,。

這一切看起來似乎并不難，但實際上今天的成功卻是在3年多的時間里經(jīng)歷了多次失敗,、多次總結經(jīng)驗,、多次更換樣品，雖然不至于是“千錘百煉”,，但也能夠稱得上是“屢敗屢戰(zhàn)”,。

不可否認，太空中那種特殊的微重力環(huán)境為我國成功實踐對鈮合金的工業(yè)化實驗提供了成功的必需條件,。

但更為重要的是我們提出了在太空實驗的這個概念,、用失敗和實踐證明了這種想法的可行性和我們選擇的正確性。

曾經(jīng)有相關的科學家提出觀點,，認為鈮合金將會是航天航空變革性改變的關鍵點,。如果這種觀點是正確的，那么我國無疑是已經(jīng)掌握了變革性改變的先機,。

尤其在現(xiàn)在這種重新開啟“新一輪太空競賽”的時刻,，這個“不可能完成任務”的完成，不僅是說明了我國科研人員的努力和優(yōu)秀,，同樣也是在預示著我國將會成為人類進軍太空的“扛旗者”,。

參考資料

[1]《'中國完成了一項不可能的實驗！'》觀察者網(wǎng)

[2]《中國空間站獲多項空間材料科學新發(fā)現(xiàn) 難熔合金研究從地面向太空拓展》中國新聞網(wǎng)

[3]《微重力環(huán)境優(yōu)勢獨特 中國空間站超高溫合金材料研究獲新進展》光明網(wǎng)