“太空探索永无止境。”3月23日下午,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合,在距离地面400公里的中国空间站讲授“天宫课堂”第二课。
首次“天宫课堂”上,王亚平利用固水环制作了水膜、水球,并开展了一系列实验。而在第二堂课上,王亚平没有再借助其他器具,取出水袋后直接轻轻挤压,液体在管口出现结晶,经过处理后,王亚平再次挤出液体,液体球静静地悬停在空间站舱内。
接下来,奇妙的现象出现了,王亚平用蘸有粉末的小棒触碰液体球后,它开始“结冰”!
实际上,王亚平制作的“水球”成分是过饱和的醋酸钠溶液。将饱和醋酸钠溶液加热,它便有能力继续溶解更多溶质,再将“加料”后的溶液冷却,便得到了过饱和醋酸钠溶液。此时,如果没有新的溶质加入,它就会在水袋内稳定保持溶液状态,平安度过飞船发射的震动,顺利到达中国空间站。
但溶液并没有表面看起来那样平静,只需再加入一点点无水醋酸钠粉末,“水球”便会从粉末所接触的地方开始结晶,结晶过程中还会释放热量。
为什么要把“冰雪”实验带到太空呢?这是因为空间站拥有微重力环境,过饱和溶液不需要容器盛装就能在空中形成溶液球。如果在地面进行这项实验,溶液受到容器的限制只能向内结晶,太空中的微重力“无容器”状态,可以让物体在悬浮状态下完成结晶,从而观察到不受地球重力影响的材料物性变化。