2017年初,哈佛大學部研究人員在《科學》上發文稱,在高壓低溫下發現了金屬氫,一時轟動科學界。如果這屬事實,那么他們毫無疑問將獲得諾貝爾獎。
金屬氫是一種傳說中的物質。元素有金屬與非金屬的差別,金屬一般具有導電性,卻具有金屬光澤,基本在常溫下為固體(只有汞為液體);非金屬,則一般為絕緣體,只有極少數屬于導體(如碳)和半導體(硅)。
但按照粒子的構成,元素之間是能夠在壓力之下進行轉換的,也就是說,金屬可以變非金屬,非金屬也可以變成金屬。如在大約20年前,分子氧已經被證明在大約100萬倍大氣壓下變成了一種金屬。
那接下來的問題就來了,氫,這種非金屬,能變成金屬嗎?
80年前,科學家們就做出了這樣的結論,但直到今天,我們還沒有親眼見到過金屬氫。按照科學家們的論斷,在太陽等恒星,以及行星內核,都有金屬氫的存在。
理論應該是正確的,那么怎么才能把氫變成金屬氫呢?
首先是極高的壓力,大約相當于488萬個大氣壓,然后還需要-200°上的低溫,才能得到金屬氫。哈佛大學部正是在這一溫度下宣布制成了金屬氫的。
樣品鏡下圖(205Gpa還是透明的液態氫,415Gpa不透明固態氫,495Gpa變成金屬)
這是一個很神奇的過程,氫原子在高壓之下排列越來越緊密,越來越緊密,最終它們肩并肩地占到了一起,最終也從透明變成了不透明。
金屬氫如果一旦能夠制備,那人類的材料史將會向前邁進超級一大步。
金屬氫是一種類似金剛石(鉆石),具有亞穩態的特性,即一旦形成,就不會再變回氣體氫。而金屬氫因為沒有電阻,所以人類可以用它來實現夢寐以求的0損耗輸電。
同時,以為金屬氫里含有超級大的能量(形成過程耗費極大能量),所以它將是人類能源史的一次革命。火箭飛天如果用金屬氫,那去個火星將不再困難。
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元素有金屬與非金屬的差別?我背了個假元素周期表?
有病吧!零下33度就有超導體,還要-200度,448大氣壓!
金屬氫為啥沒電阻?金屬氫做導線,萬一短路,會不會像氫彈一樣爆炸?
應該不穩定,在常溫壓下不存在
你確定變成金屬氫以后不會再變回氫?
常溫常壓還是金屬氫?
氫元素是物質態與能量態之間的銜接物種,或者說是物質態底層形式之一,轉能量態形式容易,氣態是常態,液態是人工制造,至于固態形式(金屬氫),在地球環境不可能穩定存在。
氧屬于第六主族的元素,在該族中元素的排列順序是氧、硫、硒、碲、釙,在這個主族中金屬元素與非金屬元素的分水嶺是碲和釙。從化學元素周期表所顯示的元素特性上看,每下降一個主族序號,這個分水嶺就會進升一級,到了第一主族氫元素恰恰處在這個分水嶺的金屬一側,因此可以斷定,當氫元素被晶體化后它的特性屬于金屬。而氧則不同,氧在六主族中的排列不僅僅在非金屬一側,而且還遠離這道分水嶺,所以盡管氫和氧在常態下都是氣體,但是氧元素是無論如何也不可能變為金屬的。
哈佛這個挺奇怪,后來說造成來的金屬氫突然因為什么原因沒了,后來很多實驗室證明按照他的條件,很難復現,所以好多人說其中有假//@大米8279:這是兩年前的舊聞,最新進展如何呢?
別天真了,制備金屬氫,最大的技術瓶頸,是缺乏離子鍵和化合鍵在晶體催化作用下,能層和鍵層的轉化電子。而制備這種電子,需要的質量,已經大于黑洞所需的質量了。所以是無解的。