第1章　導論

1.1　超重力技術的基本概念

自20世紀60年代以來，空間技術的迅速發展給人類提供了開發利用空間環境的需要和條件。在地面上，自然界的很多規律都受到地球重力場的作用和限制。作為兩種極端的物理條件——微重力環境和超重力環境，為物理學、生物學、流體力學、化學、化學工程學、材料科學、生命科學等學科的研究開辟了新的天地，為科學的發展注入了新的活力，同時也孕育了新學科和新技術的誕生，使人們可以突破地球重力場的限制，創造出更多的新技術，造福人類。隨著空間技術的發展，微重力科學與技術已成為人們科學研究的熱點，超重力科學與技術亦引起了人們的廣泛關注，并已在工業中得到了應用。

所謂超重力是指加速度高于地球重力加速度（9.8m/s2）的環境下，物質所受到的力（包括引力或排斥力）。研究超重力環境下的物理和化學變化過程的科學稱為超重力科學。利用超重力科學原理而創制的應用技術稱為超重力技術。超重力科學技術作為一種高新科技，在工業上有重大的應用前景。在超重力環境下，不同大小分子間的分子擴散和相間傳質過程均比常規重力場下的要快得多，氣液、液液、液固兩相在比地球重力場大百倍至千倍的超重力環境下的多孔介質或孔道中產生流動接觸，巨大的剪切力將液體撕裂成微米至納米級的液膜、液絲和液滴，產生巨大的和快速更新的相界面，使相間傳質速率比在傳統的塔器中的提高1～3個數量級，微觀分子混合和傳質過程得到極大強化。同時，在超重力條件下，液泛速度提高，氣體的線速度也得到大幅度提高，這使單位設備體積的生產效率得到1～2個數量級的提高，時空效率提高千～萬倍量級。