胶体晶体：材料科学的前沿领域
　　晶体是材料中的一大类，最常见的就是半导体，如硅。电子在传输的时候，会受到一定限制，这是由晶体本身的能带结构决定的。由此产生了晶体管，进而产生了集成电路，影响到我们今天社会生活的方方面面。
　　而光子晶体也有类似的现象。如受光子带隙的影响，不同能量的光子在光子晶体中传输时会有不同的传输路径，利用这一点，人们或可以实现光的开关，进而可研制光的逻辑器件。因此，光子晶体是未来光信息处理的一种潜在的、很重要的材料。
　　胶体晶体是指由亚微米级或纳米级胶体颗粒经过特定排列方式构成的类似于晶体结构的有序体系。胶体晶体结构具有类似于原子晶体的有序结构，且其空间尺度和相变时间尺度都较原子晶体大几个数量级，是研究晶体相变规律的理想模拟体系之一。
　　这次天宫一号上要进行的胶体晶体实验即是以一种光子晶体为研究对象而设计的。
　　空间材料试验这次研究的是复合胶体晶体在空间伸展过程的实验。主要是为了研究复合胶体晶体结晶动力学，这也是国际材料科学关注的最新前沿领域，它对于未来新材料，比如光子晶体的生长起到一个技术研究的作用。光子晶体在光通信、成像显示等方面有着重要的价值。
首次利用“遥影像”，改变传统回收模式
　　通过返回式卫星搭载空间材料科学实验，实验材料要等卫星成功返回地面后，才能收集起来作进一步的观察和实验。不过这次天宫一号上的胶体晶体生长实验，科学家已可以通过衍射图像和相应工程数据的准实时回传，观察到晶体的生长和变化情况。
　　这是我国首次开展的以“遥影像”方式，直接获取科学实验信息、数据，开展空间材料科学基础研究的全新尝试，以一种创新思维和实验方法，打破了样品回收的传统研究模式。利用具有遥控功能的Kossel线成像系统，通过遥控切换，获取三种不同体系胶体晶体的衍射图像和形态图像也是国际上的首例。实时全程记录胶体晶体Kossel线的相变过程，提供科学家进行在线分析研究，减少了回收过程对实验条件的干扰，有望能够取得更加精准的实验结果。
空间实验：地球VS太空
　　由于在地面受到重力的影响，我们无法获取到无重力环境，很难进行大尺度的生长试验。而到了空间飞行器上，因为物理基质的原因，虽然重力的因素影响不会完全消失，但会很小，比地面小很多，小到千分之一、万分之一，甚至是十万分之一的水平。在消失了重力的情况下，物理规律可能会有在地面上不同的表现，这就是空间材料科学或者凝聚态物理希望通过这样的平台、机会能够揭示一些基本的物理规律，同时也为我们现实中能够用到的可能潜在应用的材料科学的发展作出科学上的判断。
实验装置：
　　复合胶体晶体生长实验装置内安装3个实验腔，每个腔内分别加载胶体颗粒溶液，控制环境温度稳定在±0.5℃范围内。由于胶体颗粒表面带有负电荷，颗粒之间的静电排斥力与颗粒的布朗运动达到一种平衡状态，会形成类似于晶体结构的长程有序结构。装置采用两台CCD照相设备，分别获取Kossel线衍射图案和晶体形貌图像，由应用信息管理系统组织实验科学数据、图像和工程参数实时下行。通过衍射图像可以研究其结晶过程的点缺陷、位错、层错以及孪晶晶界等生长缺陷。晶体形态图像为解释Kossel线图案，提供了更多实验数据依据。