据新闻报道，“天宫二号”将于9月15日至20日择机发射，并将在太空中开展10余项各类实验，其中有一个实验叫液桥热毛细对流实验，那这个“液桥”是什么桥呢？

小编答

说到桥，可能很多人首先会想到交通道路的桥梁结构，比如独木桥、石拱桥、钢筋混凝土桥、斜拉桥等等，这些桥都是质地坚硬的固体结构材料搭建而成。那“液桥”是什么桥呢？

小编告诉你，其实，当你洗手的时候，指间的小液柱就是“液桥”。之所以被称为液桥，是因为“桥”字有连接两地的含义，液桥就是连接着两个固体表面之间的一段液体。所以，可以很负责任地告诉您，想站在液桥上看风景，那是不可以的。

液桥的形成是由于气液界面之间存在着表面张力，从而使得液体表面好比有一层很薄的弹性薄膜一样。正是这样一层“虚拟”的薄膜，使得液桥的表面形貌得以维持，而不会“垮塌”。由于表面张力很弱，所以在正常重力环境下形成的液桥尺寸很小（通常只有几毫米），超过这个尺寸，液桥将无法平衡其重力而垮塌。

液桥的尺寸虽小，但你却不能忽视它的作用。比如，在沙滩上，您用手捏一把干燥的细砂，松手还是散沙，但如果在沙子中掺一点水，就可以捏出各种形状的沙团。这是因为干燥的散沙加入水后，水在细微的沙子颗粒之间形成了液桥，使得散沙能聚集起来。再比如，写字的毛笔蘸了墨水后能形成一个笔锋，也是因为在笔毫间形成了液桥。仔细观察，生活中液桥的例子还有很多。

也许你觉得这些生活中的小例子不足为奇，但其实，液桥是“太空微重力流体力学研究”的一个重要课题。在即将发射的“天宫二号”上，就搭载着这样一个神秘的科学实验装置——“液桥热毛细对流实验箱”。该实验装置由中国科学院力学研究所国家微重力重点实验室负责研制，在天宫二号上专门用来开展液桥热毛细对流实验。

那么，太空中的液桥和地面上的液桥又有什么不同呢？小编跟您一起探索其中奥秘。

首先，太空中可以建立大尺寸液桥。

在微重力环境下，重力几近消失，物体处于“漂浮”的状态。地面上只能形成的小液滴，到了空间站便可以形成大的液球。这是因为重力消失后，表面张力大显神威。于是，利用太空的微重力环境，可以建立起很大尺寸的液桥，而这在地面上将是不可能的事情。

其次，液桥在太空中可以产生热毛细流动。

当液桥两端的温度不一样的时候，一端热一端冷，在液体表面张力的作用下，会产生热毛细流动。热毛细流动是空间微重力环境下的主要自然对流形式。

表面张力会随着温度变化，温度高的地方表面张力低，温度低的地方表面张力高，表面张力不均匀成为驱动微重力流动的因素。由于表面张力又称毛细力，所以这种表面张力温度效应驱动流动，又称为热毛细流动，或者叫做Marangoni对流。

微重力环境下的对流和地面自然对流有很大的不同：在地面上，浮力对流是自然对流的主要形式，流体受热膨胀后，就会往上浮。而流体冷却缩小后，就会下沉，自然对流就形成了。

由于地面浮力效应的掩盖，热毛细效应曾经一度被忽视。科学家们曾经以为，“只要没有重力，对流就会消失”。那么，在太空中将是理想的无对流环境，如果在这种环境中制造高纯度晶体，将会得到高纯度的单晶。想法貌似很美好，但很多科学家专门在国际空间站和探空火箭上（微重力环境）开展晶体生长实验，却并没有成功。

为了揭开热毛细对流的神秘面纱，我国科学家一直以来期待着能在空间微重力环境进行实验。经过多年努力，“液桥热毛细对流”研究项目终于拿到了一张“天宫二号”的“船票”，这也是我国第一次在微重力条件下开展液桥热毛细对流实验。

为配合此次空间项目的开展，研究人员已经在地面开展许多匹配试验研究。他们在实验室利用蓝宝石搭建了一套液桥装置，通过粒子图像测速和红外热像仪等先进设备观测和分析液桥流动，得到了大量的地面实验数据。

项目副主任设计师段俐研究员表示，“由于空间实验机会少、成本较高，而且热毛细对流现象与其影响因素之间的关系并不是用简单公式就可以准确描述的，所以需要进行地面实验，为空间实验的顺利进行提供科学合理的参考范围。”

历经3年多的工程研制，热毛细对流箱通过了层层的地面试验的考验。这套装置将搭乘天宫二号飞船冉冉升空，届时科学家可以用天地互动的方式开展一系列的空间实验。期待我们国家自主研发的这套空间科学实验装置带来丰硕的科学成果，让我们窥探神奇的热毛细对流更深层次的奥秘吧。