我国科学家于2002年提出利用我国的神舟号飞船或空间实验室等空间飞行平台，在空间开展胶体晶体形成与相变过程的研究设想。胶体晶体生长与相变实验的科学目标是在空间微重力条件下研究亚微米尺寸的带电胶体颗粒悬浮液在不同电场和温度下的结晶和相变过程，探索重力对胶体晶体自组装的影响。2007年，该设想从实验室的地面研究开始进入准备空间实验的方案研制阶段。作为这一项目的提出与实施，有2个主要目标和研究意义的考虑。第一方面，从科学目标上来说，该实验首先是为了了解在空间环境中胶体晶体的形成过程，并首次在空间科学实验中采用可见光衍射方法（科塞尔线方法）实现胶体晶体的结构解析。通过对在轨实验的结晶过程和地面匹配实验数据的详细分析，量化重力对胶体晶体的影响，对以后胶体晶体的相关研究提供理论支持。其次是探索在没有重力干扰下胶体晶体的结构和形态在外部条件控制下是如何变化的。在微重力条件下，胶体晶体的结构变化完全取决于装置的控制条件（电压及温度），这部分研究为相关材料研发提供理论资料。总的来说，该项目的意义在于，通过前期大量实验研究工作及地面同步匹配实验的结果，与在轨实验数据比对，期望量化重力效应，模拟合金相变体系，并对相关材料研发领域提供理论引导作用。

　　第二方面，从技术目标上来说，作为我国的既定国策，发展中国空间站的意义和重要性不言而喻，空间站的重要使命之一是为中国和世界科学家提供可长时间进行空间科学实验研究的重要平台。例如，天宫一号作为中国未来空间站的发展雏形，除需要完成一系列平台的关键技术攻关外，我国空间科学实验技术能力的发展与提升是其中之一。担当此重任的复合胶体晶体生长与相变科学实验及装置研制，打破了我国空间微重力条件下的常规实验模式，开创了系统灵活度高，变量参数多，任务复杂度大的新的实验设计理念，能够在实验过程中根据在轨实验结果制定及时可行的实验方案，从而充分满足科学研究人员的实验需求。小型化、低功耗和高可靠性实验装置的研制是本项目的难点。为保障含流体的实验装置的安全与可靠性，本项目采用全封闭式样品池和贮液器连通设计，保证样品的稳定性和可更换性，并采用齿轮传动方式实现多样品多工位设计，通过高精度角度传感器及电机闭环控制技术提高样品换位精度；采用半导体激光器作为胶体晶体结构研究光源，采用高稳定恒流源技术提高激光强度的稳定性，并用主备份激光器冗余设计增强激光器的可靠性；采用高分辨率、小型化、低功耗图像传感器、采用FPGA技术实现1394高速数据实时传输；采用多项电磁兼容技术提高电磁抗干扰能力；在软件设计上通过实施软件工程化管理确保软件设计的可靠性。其意义在于该项目大部分技术可以直接应用于空间材料、生命、流体等科学实验中，为空间站长寿命科学实验进行了关键技术验证，积累了长期在轨科学实验运控管理宝贵经验。