开学第一课｜探秘太空“炼丹炉”，一场来自中国空间站的科学之约

金秋启新程，科学启新篇。9 月 1 日，北京中学国际部 2026 秋季学期开学第一课在德胜楼报告厅圆满举行。本次活动依托我校与中材人工晶体研究院的战略合作，特别邀请中国科学院上海硅酸盐研究所博士生导师刘学超研究员带来主题分享《太空材料梦工厂——中国空间站太空“炼丹炉”》，带领全体同学解锁中国空间站的硬核科技密码。



神话故事里，太上老君的炼丹炉炼就盖世神通；而距离地面 400 多公里的中国空间站梦天实验舱中，就藏着一台现实版的“炼丹炉”——高温材料科学实验柜。讲座开篇，刘学超研究员便以《西游记》的经典典故切入，把高深的空间材料科学知识变得生动有趣。



不同于神话里的三昧真火，这台“太空炼丹炉”最高可实现 1600 摄氏度高温加热，搭载国际首创的在轨 X 射线实时观测功能，能够一边熔炼材料，一边动态记录晶体熔融、凝固生长的完整全过程。它可以批量安放十多组实验样品，能够开展半导体晶体、高温合金、功能晶体、能源材料等多类新材料的制备实验，部分实验样品完成淬炼后，可跟随返回舱回到地面供科学家深度解析研究。



加热单元



高温材料柜

作为中国空间站高温材料科学实验系统主任设计师，刘学超研究员向同学们完整介绍了这套由我国自主研制的空间实验装置。从关键技术攻关，到随梦天实验舱成功发射，再到在轨完成 35 项空间材料实验，一个个真实的科研故事，揭开了微重力环境下晶体生长的奥秘。

在太空微重力环境中，摆脱了地面重力带来的沉降、对流干扰，科学家可以研制出纯度更高、缺陷更少的晶体材料。这些在天宫之中“淬炼”而出的晶体，承载着我国新材料领域突破创新的希望。

讲座结束后，现场进入热烈的互动环节。同学们思维踊跃，大胆抛出心中的好奇，把课堂思考延伸到遥远的太空：













• “太空炼丹炉可以达到上千摄氏度高温，承载样品的容器是如何实现耐高温的?”
• “在太空极端环境下，怎样保证这套精密实验仪器安全稳定运行?”
• “空间站培育出来的晶体，有没有实现商用落地，具体能用到哪些领域?”

面对同学们接连不断的提问，刘学超研究员耐心细致地一一解答，把材料、航天、工程的知识点娓娓道来。为鼓励同学们的科学好奇心，刘老师还带来了亲手制备的钻石晶体，赠送给积极提问的同学。当晶莹闪耀的晶体交到同学手中，台下响起阵阵掌声。





今年 4 月，北京中学与中材人工晶体研究院正式签约共建“北京中学化学材料高研实验室”，双方在拔尖创新人才培养、课程共建、科学实践方面开启深度合作。本次开学第一课，中材人工晶体研究院有限公司副总经理杜洪兵团队也莅临现场，与师生共同见证这场科学盛宴。

活动现场，学生代表上台，向刘学超研究员以及中材人工晶体研究院嘉宾赠送纪念品，以此感谢专家带来的精彩分享，以及合作单位对我校科学教育工作的鼎力支持。国际部周慧校长与来访嘉宾、学生代表共同合影，定格这份大中衔接的科学情谊。



精彩讲座的时光总是那么短暂，但科学探索永无止境。

太空之中晶体静静生长，地面之上少年向阳成长。那些在太空完成的一次次实验，背后是科研团队成百上千次的地面模拟、无数次技术攻关，是科研人十几年如一日的坚守与热爱。

新学期，愿北中学子带着这份对宇宙的好奇、对科学的敬畏，敢于想象、踏实求索，在属于自己的成长世界里，生长出独一无二、闪闪发光的“晶体”。