http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2017-02-05
高压下氢气可转变金属成为高效超导体
美国科学家成功压缩氢，使其非常紧密，转变成为一种金属，可成为一种全新的超导体材料。
腾讯科学讯 据英国每日邮报报道，目前，美国科学家成功压榨氢气，使其非常紧密，能够与金属结合在一起，形成一种全新的物质，未来可在室温条件下作为一种高效电导体。
这项发现发表在近期出版的《科学》杂志上，1935年物理学家希拉德-贝尔-亨廷顿和尤金-魏格纳首次提供一项理论，通常情况下氢气是一种气体，如果暴露在极端压力条件下将形成金属状态。
几支研究小组现已开始竞赛研制金属氢，金属氢具有较高的研究价值，因为它将潜在成为一种超导体，是导电性能方面非常有效的一种金属。当前，像这样的超导体用于核磁共振成像，设备仪器必须使用液氦进行降温，使其保持在非常低的温度，这一维护成本是非常高的。
研究报告合著作者、哈佛大学物理学家艾萨克-西尔韦拉(Isaac Silvera)说：“这是高压物理学领域的一项重大发现，这是迄今地球上首次采集的金属氢样本，金属氢是非常重要的，之前预测称它处于亚稳定状态，这意味着如果去除压力，它将保持金属状态，类似于在极端热量和压力条件下石墨形成钻石的方法，但当压力和热量条件去除之后，它仍保持钻石结构。”
理解该物质是否稳定是非常重要的，因为预测表明金属氢可作为一种室温超导体，西尔韦拉说：“这是一项创新研究，在转换过程中15%能量损耗。”
金属氢对于物理学领域极具重要意义，它是室温下一种很好的超导体，可彻底改变运输系统，使磁悬浮或者高速列车成为现实，同时它也可以用于制造更有效的电动汽车，提高许多电动设备的性能。此外，金属氢也可以改进能源制造和存储，由于超导体具有零电阻，超导体线圈可用于存储过剩能量。
美国伊利诺伊大学香槟分校物理教授大卫-塞普利伊(David Ceperley)称，这项研究如果得到证实，将终结数十年以来的一项科学争议——如何将氢转变为金属，更加深入地认知这种宇宙最基础元素。
据悉，在研究实验中西尔韦拉和博士后研究员兰加-迪亚斯(Ranga Dias)在3250千克/每6.5平方厘米的压力下压榨微小的氢样本，该压力条件大于地球中心的压力。（悠悠/编译）
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科学家提取金属氢：爆炸威力是TNT炸药50倍
近日，哈佛科学家给出了一个有趣的研究，利用金刚石对顶砧容器技术（DAC）在495GPa下获得了金属氢。
氢原子在高压状态下呈现金属电性结合的金属氢物质，而作为高能含能物，其能量密度高达218kJ/g，是TNT炸药（4.65kJ/g）的约50倍，是综合性能最好的奥托金HMX炸药（5.53kJ/g）的约40倍。
不过，虽然爆炸威力很强，但金属氢爆炸条件过于苛刻，需要完全的外部氧化剂供应，其作为燃料可以让火箭发动机的比冲高达1700秒，而它在开氏温度160K（-113.15℃）甚至290k（16.85℃）的高温下还能出现超导现象，相当有趣。
可以预见的是，金属氢无论在高能炸药，火箭燃料，高温超导体领域都有广阔的应用前景。
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