氫存在一種全新的物質形態
- 發佈時間：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現，氫存在一種新的物質狀態——固體金屬氫原子，並將其稱為氫的物質形態第五階段，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佈極廣，水、土壤、空氣、石油、動植物體內都能找到它的身影；宇宙中，氫元素的佔比則更為巨大，有科學家猜測，宇宙中氫原子的數量比其他所有元素原子數量的總和還要多。
此前已經有科學家預測，在極端高壓下，氫分子會發生分解，形成一種全新的物質形態——固體金屬氫原子。但一直並沒有得到實驗證實。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。
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生裝置，能在很小的面積上産生極大的靜壓強。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形態第五階段存在的痕跡。然後他們通過限制溫度和壓力，找到了這種狀態存在的最低條件。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成的金屬氫的前體。
相關論文發表在最新一期的《自然》雜誌上。
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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