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二十世紀九十年代初，為適應我國空間科學發展的需要、發展我國載人航天工程及相關科學研究事業，國家863計劃第一屆航天領域專家委員會決定組建國家微重力實驗室和國家計算流體力學實驗室。1994年原國防科工委(現總裝備部)原則批準在中國科學院建立“國家微重力實驗室”(National Microgravity Laboratory)。1995年正式批文、在中國科學院建立“國家微重力實驗室”。1998年國家微重力實驗室實驗樓建成，國外購置設備和國內自行研制設備相繼通過驗收。2003年4月總裝備部對國家微重力實驗室進行了全面驗收，實驗室工作進入正常運轉。國家微重力實驗室建設期間，本著“邊建設邊研究”的原則，積極開展研究工作，抓緊建設和調試落塔，建立各項管理制度，并積極承擔中國科學院創新工程重大項目和重要方向性項目、科技部攀登計劃、863計劃航天領域、國家自然科學基金項目等研究課題，不斷積累學術成果，豐富研究領域。九十年代后期，國家微重力實驗室負責國家載人航天工程應用系統的論證，并積極承擔與微重力科學相關的地基和空間實驗任務，取得了重大成果。

　　國家微重力實驗室現已成為我國微重力科學研究的核心實驗室，為國家載人航天工程做出了重大貢獻，獲得集體和個人兩項國家科技進步特等獎；參加和組織我國微重力科學的學科發展論證；負責組織并完成實踐8號衛星留軌艙系統的微重力科學實驗，取得一批重要學術成果；正在負責實踐10號科學實驗衛星載荷總體和科學研究總體、國家載人航天工程二期應用系統流體物理分系統的工作。鑒于其突出工作業績，國家微重力實驗室獲2005年國家人事部和中國科學院聯合頒發的先進集體獎，為發展我國微重力科學做出了不可替代的貢獻。在學術上進行創新性研究的同時，國家微重力實驗室積極參與國際微重力科學活動、開展卓有成效的國際合作與交流，是國際上有重要影響的微重力科學研究中心和用戶支持中心。

　　作為微重力科學研究中心，國家微重力實驗室目前的研究領域涉及微重力科學的主要方向，包括微重力流體物理(簡單流體的運動、多相流和復雜流體)，微重力燃燒科學(燃燒機理和空間站防火)，空間材料科學(凝固過程、晶體生長和模型化研究)，空間生物技術與生命科學(生物力學、細胞-分子生物學和納米生物技術)，在流體物理、燃燒、生物力學和先進診斷技術，以及與材料科學和生命科學的交叉與融合等領域開展了有特色的創新性研究工作，2000-2007年期間已在重要學術刊物發表論文374篇，出版專著(章節)12部。同時，國家微重力實驗室還與國內基礎物理界同行合作，努力促進我國空間基礎物理的發展。國家微重力實驗室近年來承擔了多項國家重大項目，已完成國家載人航天工程、科學實驗衛星等空間實驗項目11項，并承擔中國科學院知識創新工程和大型裝備等項目20余項、國家自然科學基金重點和面上項目20余項以及其它研究項目5項，項目經費合計約1.4億元。在國家重大需求層面，“十一?五”期間國家微重力實驗室已有5項空間實驗列入國家載人航天工程(第二期)、7項空間實驗列入實踐10號衛星計劃、2項空間實驗列入中俄合作利用國際空間站俄國艙的有人操作實驗計劃、3項空間實驗列入微重力火箭計劃。

　　國家微重力實驗室現有固定資產7585萬元，引進和自行研制了儀器設備百余臺(套)，具備較完善的開展微重力科學地基研究的實驗體系，包括開展微重力流體物理研究的流體動力學、分散體系、光學診斷和測試、三維顯微粒子圖象測速等實驗系統；開展微重力熱科學研究的兩相流、微重力燃燒等實驗系統；開展空間材料科學研究的半導體晶體、氣相外延、金屬合金成核過冷、非透明介質、透明晶體生長等實驗系統；開展生物力學和空間生物技術研究的蛋白質晶體生長、空間細胞生長和組織培養、連續流電泳、微管吸吮、激光顯微光鑷、原子力顯微等實驗系統；以及開展納米生物技術研究的光學橢偏成像系統等，共同組成了國家微重力實驗室的研究平臺。作為微重力科學用戶支持中心，國家微重力實驗室建成了可進行短時微重力地面實驗的百米落塔設施，其中落艙系統的微重力時間為3.5 s、微重力水平可達10-5×g量級，落管系統的微重力時間為3.26 s，微重力水平優于10-6×g, 可為用戶提供各種技術支持和服務。

　　國家微重力實驗室將繼續以國家重大需求為目標，以積極推進微重力科學與應用研究、促進我國空間科學發展為已任，進一步加強科研、隊伍和基礎設施的建設，提高實驗室的整體科研水平和運行管理水平，使之成為對國內外開放的、國際上一流的微重力研究中心，為國家載人航天工程和空間科學研究做出貢獻。