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高壓下氫氣可轉變金屬成為高效超導體

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華盛頓人 發表於 2017-1-29 23:45 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  騰訊科學2017年01月28日08:31

  [摘要]目前,科學家在高壓條件下成功壓榨氫氣,使其轉變成為一種金屬,未來可在室溫條件下成為一種高效電導體。

  

  
美國科學家成功壓縮氫,使其非常緊密,轉變成為一種金屬,可成為一種全新的超導體材料。


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  騰訊科學訊 據英國每日郵報報道,目前,美國科學家成功壓榨氫氣,使其非常緊密,能夠與金屬結合在一起,形成一種全新的物質,未來可在室溫條件下作為一種高效電導體。

  這項發現發表在近期出版的《科學》雜誌上,1935年物理學家希拉德-貝爾-亨廷頓和尤金-魏格納首次提供一項理論,通常情況下氫氣是一種氣體,如果暴露在極端壓力條件下將形成金屬狀態。

  幾支研究小組現已開始競賽研製金屬氫,金屬氫具有較高的研究價值,因為它將潛在成為一種超導體,是導電性能方面非常有效的一種金屬。當前,像這樣的超導體用於核磁共振成像,設備儀器必須使用液氦進行降溫,使其保持在非常低的溫度,這一維護成本是非常高的。

  研究報告合著作者、哈佛大學物理學家艾薩克-西爾韋拉(Isaac Silvera)說:「這是高壓物理學領域的一項重大發現,這是迄今地球上首次採集的金屬氫樣本,金屬氫是非常重要的,之前預測稱它處於亞穩定狀態,這意味著如果去除壓力,它將保持金屬狀態,類似於在極端熱量和壓力條件下石墨形成鑽石的方法,但當壓力和熱量條件去除之後,它仍保持鑽石結構。」

  理解該物質是否穩定是非常重要的,因為預測表明金屬氫可作為一種室溫超導體,西爾韋拉說:「這是一項創新研究,在轉換過程中15%能量損耗。」

  金屬氫對於物理學領域極具重要意義,它是室溫下一種很好的超導體,可徹底改變運輸系統,使磁懸浮或者高速列車成為現實,同時它也可以用於製造更有效的電動汽車,提高許多電動設備的性能。此外,金屬氫也可以改進能源製造和存儲,由於超導體具有零電阻,超導體線圈可用於存儲過剩能量。

  美國伊利諾伊大學香檳分校物理教授大衛-塞普利伊(David Ceperley)稱,這項研究如果得到證實,將終結數十年以來的一項科學爭議——如何將氫轉變為金屬,更加深入地認知這種宇宙最基礎元素。

  據悉,在研究實驗中西爾韋拉和博士后研究員蘭加-迪亞斯(Ranga Dias)在3250千克/每6.5平方厘米的壓力下壓榨微小的氫樣本,該壓力條件大於地球中心的壓力。(悠悠/編譯)

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