微重力下的热分析.PDF

微重力下的热分析 怎么会想起研究“微重力环境下的热分析”？ 科学问题来自人类的好奇心！图片启迪了好奇心和想象力! 《新概念物理教程-力学》 国际空间站 由图片中的载人空间站和载人空间探索工程想到了微重力下的热分析。 国际空间站为人类提供了一个上佳的微重力实验场所，可以进行最先进的生 物、物理、化学、材料科学等实验。科学分析仪器已经进入太空，国际空间站成 为太空科研基地。科学家们在国际空间站上进行了大量创造性的实验，取得了辉 煌的科学成果。通过国际空间站上长时间的数据收集和研究，提出应对太空微重 力和辐射环境的解决方案，为未来诸如载人登月、月球基地建设、登陆小行星和 登陆火星等长时间载人深空探索任务提供支持。 热分析是近代研究方法之一，和其科学分析仪器一样，也将进入国际空间站， 并进行微重力下的热分析研究。 在国际空间站上如何进行微重力下的热分析实验，大脑会思考一系列的问题： 什么是微重力？ 微重力下的热分析与万有力下的热分析的区别是什么？。 万有引力下的热分析理论和数学方程还适用于微重力下的热分析吗？ 微重力下的物质热运动及其规律是什么？ 利用空间的微重力环境，如何进行空间材料的热物性研究? 应该选用什么样的传感器检测物质在微重力下发生的化学反应、物理转变和 热物性参数变化？ 如何按照微重力实验的要求设计热分析仪器，它的雏型是怎样的模样？ 在国际空间站上，科研人员如何利用空间的微重力环境，在微重力环境下进 行热分析实验？如何解释实验结果，天上、地下大不同？ 当然，将空间站获得的数据传到地面后进行热分析曲线解析那是容易做到的。 由此脑海里萌生了 “微重力下的热分析”概念。 《微重力科学概论》一书中，定义了微重力科学。微重力科学是力学、物理 学和生物学的新兴交叉学科，它主要研究微重力环境下物质平衡和运动的规律。 微重力科学主要包括：微重力流体、微重力燃烧、空间材料科学、空间生物技术、 空间基础物理。 载人空间站和载人空间探索工程需要微重力科学的支撑，微 重力科学的发展又将推动空间和地面的重大高新技术的发展。 微重力下的材料研究及热效应有什么特点呢？见下面三张表格： 万有引力和微重力下的材料研究 地球重力和微重力下的热效应 万有引力对科学实验的负面影响 往古来今，我们研究了物质在万有引力作用下的热变化。在万有引力环境中，用热 分析方法研究物质的热性能，已是一个常规的方法。但用热分析方法研究微重力环境下 物质的热性能，尚是一个崭新的领域。万有引力下的热分析拓展到微重力下的热分析， 二者之间的差异是天壤之别。在不同重力环境下，物质热运动及其规律不同。唯有颠覆 万有引力下的热学概念，才能开展微重力环境下的热分析研究。唯有开发适用于微重力 环境下的热分析仪器和实验方法，才能探索微重力下的物质热运动及其规律。热分析由 万有引力拓展到微重力的演进历程中，它将涉及热分析仪器和热分析实验诸多方面的问 题，必将引起热分析仪器和热分析实验的变革。在科学认识过程中，科学仪器是科学认 识不可或缺的有效工具。查阅了诺贝尔奖的名单发现，诺贝尔奖得主中，很多是研制科 学仪器和运用理化测试方法的。如下所列： 1952 年诺贝尔化学奖得主：阿切尔·马丁、理查德·辛格，英国 发明了分配色谱仪。 1959 年诺贝尔化学奖得主：亚罗斯拉夫.海洛夫斯基，捷克斯洛伐克 发现和发 展了极谱分析法。 1981 年诺贝尔物理学奖得主：凯·曼内·伯耶·西格巴恩，瑞典， 对开发高分辨率电子光谱仪有巨大的贡献 他的父亲曼内.西格巴恩曾获1924 年诺贝尔物理学奖。 1986 年 诺贝尔物理学奖得主： 恩斯特.鲁斯卡设计了第一台电子显微镜 格尔德.宾宁：研制了扫描隧道显微镜” 1991 年诺贝尔化学奖得主：理查德.恩斯特，瑞士， 开发了高分辨率核磁共振谱学方法 2014 年诺贝尔化学奖得主：美国贝席格(Eric Betzig)、