空间材料科学的大众化视频传播研究

On the basis of the applicant’s twenty-years’ fundamental research on space materials science, the present proposal is aimed at producing a popular science TV series composed of 6 sessions. The major contents involve the following six respects: 1. physical characteristics of space environment; 2. electromagnetic levitation principle and technique; 3. acoustic levitation mechanism and technique; 4. electrostatic levitation principle and technique; 5. free-fall method and application; and 6. undercooling phenomenon and rapid solidification. Meanwhile, three model levitators and one minitype drop tube are to be developed for popular science exhibitions. In addition, a series of relevant popular science articles will also be published. This project can effectively help to disseminate space materials science knowledge to the pubic especially young students. It also facilitates the more efficient transfer from theoretical research results into high-tech application technologies.

在过去二十年开展空间材料科学研究基础上，本项目旨在拍摄一部6集科普系列电视片。主要内容包括：1、空间环境的物理特征；2、电磁悬浮原理与技术；3、超声悬浮原理和技术；4、静电悬浮原理与技术；5、自由落体方法及应用；6、深过冷现象和快速凝固技术。同时，研制四台适用于科普展览的悬浮技术和落管实验装置模型，并发表相关的系列科普文章。这将有效地促进空间材料科学知识向社会大众特别是青少年的传播，并有助于相关理论研究成果向高新应用技术的更好转化。

基于20年的相关实验和理论研究，本项目拍摄制作了6集空间材料科学与技术视频科普片。每集长度为30分钟，共计3小时。各集科学内容相互独立，便于分别观赏。六集主题互补，组成一个完整的科普片系列。第一集介绍了外层空间的微重力、无容器、高真空和强辐射等与材料科学密切相关的物理特征，并简述了空间材料科学的研究技术路线。第二集主要传授电磁悬浮的原理与技术，指明了其在金属材料快速凝固方面的应用。第三集阐述了超声悬浮的过程特点和优化设计，并分析了其突出优点和不足之处。第四集解读了静电悬浮原理及其应用途径，着重讲述了其反馈控制和静态特征。第五集诠释了自由落体方法可将微重力、深过冷和高冷速相结合的综合优势，强调了Marangoni对流效应的作用机制。第六集系统讲解了深过冷现象和三维快速凝固技术，展示了本项目组在亚稳合金熔体热物理性质、枝晶生长、共晶生长、包晶转变和偏晶凝固方面的最新研究成果。本系列科普片主要用于向具有高中文化程度的社会大众传播空间材料科学基本常识，同时可作为中学生和大学生的视频科普教材，也可供材料科学和空间科学领域的科研人员参考。