Zeolite晶體在化學(xué)加工工業(yè)中用作過(guò)濾器、反應(yīng)催化劑和吸附劑。它們的三維晶體結(jié)構(gòu)具有選擇性過(guò)濾(吸附)能力,因此沸石晶體常被用作篩子以選擇性過(guò)濾分子化合物。這些晶體還具有作為核廢料清除劑的潛在應(yīng)用,并可用作半導(dǎo)體材料的量子限制宿主。
然而,為了改進(jìn)現(xiàn)有的催化和吸附過(guò)程,科學(xué)家需要更好地了解天然沸石的結(jié)構(gòu)。理論上,大沸石晶體可以在微重力下生長(zhǎng),其大小是地球上晶體的500到1000倍。對(duì)太空生長(zhǎng)沸石的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可能有助于優(yōu)化它們作為催化劑和吸附劑的用途。此外,近乎完美的晶體結(jié)構(gòu)可以用作工業(yè)膜,這可能比目前的分離和催化過(guò)程具有更大的優(yōu)勢(shì),或者作為半導(dǎo)體材料的主體,以產(chǎn)生特定于“量子點(diǎn)”形式的電子和光學(xué)特性。
沸石晶體生長(zhǎng)爐在美國(guó)第一微重力實(shí)驗(yàn)室(USML-1)的兩個(gè)中層儲(chǔ)物柜空間和Spacehab1中飛行。手套箱中的伴隨實(shí)驗(yàn)幫助最大限度地提高了科學(xué)回報(bào),從而產(chǎn)生了改進(jìn)沸石的新策略和方法晶體在軌道上生長(zhǎng)。
對(duì)在美國(guó)第一微重力實(shí)驗(yàn)室和Spacehab1上生長(zhǎng)的沸石晶體的評(píng)估表明,大多數(shù)成核受到控制的樣品都經(jīng)歷了增強(qiáng)的生長(zhǎng)。他們還達(dá)到了與地球上生產(chǎn)的任何水晶一樣高或更高的水晶完美程度。沸石A的幾種晶體似乎接近理論上完美的硅/鋁比例——這是有史以來(lái)第一次達(dá)到這樣的比例。與地球生長(zhǎng)的對(duì)照樣品相比,沸石A的面積增加了96%,體積增加了175%?。沸石X晶體的面積和體積增加?與首席研究員生產(chǎn)的最好的實(shí)驗(yàn)室樣品相比,分別增加了50%和83%。在這項(xiàng)任務(wù)中,沸石晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)將繼續(xù)研究在微重力下合成大沸石晶體的技術(shù),并將評(píng)估沸石材料的新混合物。
具體實(shí)施方法:該實(shí)驗(yàn)由38個(gè)高壓釜組成,這些高壓釜將被激活并裝入熔爐中。高壓釜包含兩種源溶液,一種是鋁基溶液,另一種是硅基溶液,設(shè)計(jì)用于裝載在地球上并在軌道上混合。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母以混合兩種溶液時(shí)會(huì)發(fā)生激活。不同高壓釜和混合物的混合量由使用透明高壓釜的手套箱中的額外實(shí)驗(yàn)確定。