氫存在一種全新的物質(zhì)形態(tài)
- 發(fā)布時間：2016-01-08 01:30:38 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京1月7日電 （記者王小龍）英國一研究小組日前通過高壓實驗發(fā)現(xiàn)，氫存在一種新的物質(zhì)狀態(tài)——固體金屬氫原子，并將其稱為氫的物質(zhì)形態(tài)第五階段，證實此前科學家們的猜想。
氫是人們較為熟悉的一種元素，一般以雙原子分子組成的氣體存在。這種元素在地球上分布極廣，水、土壤、空氣、石油、動植物體內(nèi)都能找到它的身影；宇宙中，氫元素的占比則更為巨大，有科學家猜測，宇宙中氫原子的數(shù)量比其他所有元素原子數(shù)量的總和還要多。
此前已經(jīng)有科學家預測，在極端高壓下，氫分子會發(fā)生分解，形成一種全新的物質(zhì)形態(tài)——固體金屬氫原子。但一直并沒有得到實驗證實。最近，最接近這一描述的實驗是，在接近室溫的條件下對氫氣施加高達230吉帕斯卡（GPa）的壓力，會得到一種氫分子和氫原子的混合狀態(tài)。
英國愛丁堡大學的菲利普·道勒戴-辛普森和他的團隊用金剛石對頂砧（DAC）將這項實驗進一步推進。金剛石對頂砧是一種超高壓發(fā)生裝置，能在很小的面積上產(chǎn)生極大的靜壓強。最終，在325吉帕斯卡（GPa）的壓力和接近室溫（27攝氏度）的條件下，他們觀測到了所期待的氫的物質(zhì)形態(tài)第五階段存在的痕跡。然后他們通過限制溫度和壓力，找到了這種狀態(tài)存在的最低條件。研究人員推測，第五階段的氫極有可能是人們尋找了很久的那種完全由氫原子構(gòu)成的金屬氫的前體。
相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《自然》雜志上。
總編輯圈點
人類對金屬氫早有覬覦，這種材料在能源和軍事方面有巨大價值。從理論上看，在超高壓下得到金屬氫應該是完全有可能的，但這份金屬氫樣品科學家卻一直未能“得手”。而今獲得的固體金屬氫原子，很可能正是金屬氫的前身，或意味著距離我們真正制出那種高密度、高儲能的材料已為時不遠。
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