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美国宇航局宇航员分享在空间站上生长的、看似不可能的“料斗”晶体。什么正在发生？

2026-07-25 11:39阅读：

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美国宇航局宇航员分享在空间站上生长的、看似不可能的“料斗”晶体。 什么正字发生？
宇航员在国际空间站上生长了一种卷一样晶体，它的奇怪形状揭示对普通盐一旦重力停止运行发生什么演的。
By Olivia Maule Edited by James Price, Brandon Specktor
Published 2 days agoIn
Scroll structure in black and white with square formation on edges.

氯化钾晶体被在国际空间站上生长，在那里微重力使它来形成阶梯的空心层而不是地球上常见的固态形状。(Image credit: Don Pettit via X)
宇航员在太空中已经生长一种常见的晶体——但这种地外版本的正在展示一种不常见的行为。 在显微镜下该晶体看起来像一个微型未来主义雕塑而不是某些自然的形成的东西。 这种金字塔一样组装以一种阶梯状一样方式自我卷曲，似乎太有秩序不能是真实的。 但按照科学家，这种惊人的形状正是当重力停止叫着照片时发生的。
这张由美国宇航局宇航员唐·佩蒂特于7月18日分享的图像及配套视频被拍摄于国际空间站（ISS），展示氯化钾晶体在微重力环境中生长——这种近乎失重的环境正是太空轨道中体验的。
巴特勒大学化学与生物化学教授安妮·威尔逊告诉生活科学杂志：“微重力相当不是零重力；宇航员体验一个比地球表面的更弱约一百万倍的引力拉力”。这种引力拖力的减弱对人体有深远影响，正如新图像所示也彻底的改变液体和晶体如何行为。
威尔逊说，“[其他]力开始变得远比重力更为显著”，并指向分子吸引力和极性为两种一旦重力褪进背景突然接管的影响。
这些条件使一种常用于食品和运动饮料中替代钠的食盐氯化钾来以在陆地实验室中几乎不可能的方式复现来结晶。
在地球上，生长中的晶体最终变得足够重来下垂、断裂或沉降至它们的容器底部；但在微重力中它们保持凡是从它们开始的地方向外生长。
威尔逊说，氯化钾自然的形成立方体状晶体。 在微重力中这些晶体主要从它们的边缘和拐角生长而不是跨晶它们的面，留下中心部分空并创造图像中见到的显著的金字塔一样结构。
在微重力中，晶体体验“料斗生长”：在外边缘和拐角地方比平坦表以更快速率生长，创造一个阶梯一样外观。 这段时过视频记录它们在薄水膜中生长。 仔细看你将看到这些图案浮现！pic.twitter.com/iSlqJvke1GJune 6, 2026
科学家叫这种模式为“料斗生长”，它对氯化钾不是唯一的（普通食盐亦以相同方式形成）。 随在生长期间新棱角浮现，晶体能整体改变方向，产生在新图像中可见的精美卷图案。
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虽然这种晶体视觉上令人惊叹，但它背后的科学同样有重要价值。无重力干扰生长的材料通常形成更少缺陷，赋予研究人员一个“理想”结构看起来像什么一样的罕见观察。 这一洞察可帮助回到地球上优化半导体及其他先进材料的制造工艺。
对威尔逊，这类图像服务另一个目的：激发好奇心。
她说，“我喜欢观看展示在太空中物体如何行为的视频，谁能想到像氯化钾这样简单的东西仍然是如此酷炫呢？”
国际空间站的宇航员花费大量他们的时间进行在地球上会是近不可能的科学实验。 最近，宇航员用空间站新升级的冷原子实验室来创造和研究叫玻色-爱因斯坦凝聚体的难以琢磨的第五种物质。 去年，研究人员证实了在国际空间站外层暴露于太空长达九个月的苔藓孢子在返回地球后继续来生长。
https://www.livescience.com/chemistry/nasa-astronaut-shares-image-of-impossible-looking-hopper-crystal-growing-on-the-space-station-what-is-happening

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