為什麼要到宇宙空間去進行材料加工？

地球上的所有物體無時不在受著地球的吸引力，也就是重力的影響。我們的生活和工作都是在有重力的環境下進行的。但是，在宇宙航行中，不論是太空梭、衛星、飛船還是宇航員本身，都處於失重狀態，或者只受微小的重力和其它外力。

在微重力條件下會出現許多新奇的現象。例如：在地球上蠟燭會持續燃燒。這是因為在燃燒時火焰周圍的空氣受熱膨脹，向上升起，周圍的冷空氣流過來補充，從而不斷帶來氧氣，使燃燒能夠繼續下去。空氣能夠產生對流，也是因為有重力的緣故。在微重力的環境中，對流基本上不存在。蠟燭開始燃燒不久，即把周圍空氣中的氧氣消耗掉，由於沒有氧氣補充，所以蠟燭很快就會熄滅。

在地球上將砂子放入水中，用不了多長時間，在重力的作用下，砂子將沉入容器的底部。而在微重力環境中，砂子不會下沉（實際上，在無重力的環境中，無所謂上下）。空間飛行器不僅提供了微重力的條件，同時還提供了無塵、無菌的超淨環境。這為開闢全新的空間材料科學提供了實現的條件。一些發達國家已經著手微重力材料加工實驗，並準備進行商業化生產。

微重力材料加工目前主要用於以下幾個方面：

一、金屬材料。

由於微重力條件下液體中的分層和沉澱現象消失，可以在宇宙空間製造在地球上難以製造的均勻混合的合金，還可以製造氣孔微細且分佈均勻的低比重泡沫金屬。這些合金具有特殊的物理特性，有的可以用來製備新型的超導材料。

二、半導體材料。

在微重力的優越條件下可以製造出成份均勻、結構完整、效能優異的半導體材料，這將大大促進微電子工業的發展。

三、光學玻璃及其它複合材料。

利用在微重力條件下，各種比重不同的物質可以均勻混合的特點，可以製造出摻雜各種金屬氧化物的玻璃，也可以製造出金屬與陶瓷的混合物。這些新型材料有的是有特殊的光、電、磁性質，有的是有高硬度、高抗磨損性和抗腐蝕性。這些材料在現代科技中具有不可替代的重要作用。

四、藥物加工與高分子材料。利用宇宙空間的高畫質潔度的環境以及可以不使用容器進行加工等特點，可以實現極高的提純技術，還可以製備各種高分子材料和活性材料以及在地球上難以製取的各種藥品。

專家們預測，一個在宇宙空間進行微重力材料加工的產業正在興起。它不僅能源源不斷地提供自然界中見不到的新材料，而且會對自然科學及各種應用技術的發展起到有力的促進作用。