Hidrogen logam bakal ngarobih rupa téknologi - dugi ka ngejat
Dina tempa abad ka-XNUMX, henteu aya baja atanapi titanium atanapi paduan unsur bumi jarang anu ditempa. Dina anvils inten dinten ieu kalayan kilauan logam bersinar naon anu masih urang terang salaku gas anu paling hese dihartikeun ...
Hidrogen dina tabel periodik aya di luhureun grup kahiji, nu ngawengku ukur logam alkali, nyaéta, litium, natrium, kalium, rubidium, cesium jeung fransium. Teu heran, élmuwan geus lila wondered lamun eta oge boga bentuk logam na. Dina 1935, Eugene Wigner jeung Hillard Bell Huntington anu kahiji ngajukeun kaayaan hidrogén bisa jadi logam. Taun 1996, fisikawan Amérika William Nellis, Arthur Mitchell, jeung Samuel Weir di Lawrence Livermore National Laboratory ngalaporkeun yén hidrogén teu kahaja dihasilkeun dina kaayaan logam maké bedil gas. Dina Oktober 2016, Ranga Diaz sareng Isaac Silvera ngumumkeun yén aranjeunna parantos suksés nampi hidrogén logam dina tekanan 495 GPa (kira-kira 5 × 10).6 atm) jeung dina suhu 5,5 K dina chamber inten. Nanging, ékspérimén henteu diulang ku pangarang sareng henteu dikonfirmasi sacara mandiri. hasilna, bagian tina komunitas ilmiah patarosan conclusions ngarumuskeun.
Aya bongbolongan yén hidrogén logam bisa dina bentuk cair dina tekanan gravitasi tinggi. di jero planét gas raksasakawas Jupiter jeung Saturnus.
Dina ahir Januari taun ieu, rombongan Prof. Isaac Silveri ti Universitas Harvard ngalaporkeun yén hidrogén logam parantos diproduksi di laboratorium. Aranjeunna subjected sampel ka tekanan 495 GPa dina inten "anvils", molekul nu ngabentuk gas H.2 disintegrated, sarta struktur logam kabentuk tina atom hidrogén. Numutkeun pangarang percobaan, struktur anu dihasilkeun métastabilnu hartina tetep logam sanajan tekanan ekstrim geus ceased.
Sajaba ti éta, nurutkeun élmuwan, hidrogén logam bakal superkonduktor suhu luhur. Dina 1968, Neil Ashcroft, saurang fisikawan di Universitas Cornell, ngaramalkeun yén fase logam hidrogén tiasa superkonduktif, nyaéta, ngalirkeun listrik tanpa kaleungitan panas sareng dina suhu langkung luhur 0°C. Ieu nyalira bakal ngahemat sapertilu tina listrik anu leungit kiwari dina transmisi na salaku hasil tina pemanasan sadaya alat éléktronik.
Dina tekenan normal dina kaayaan gas, cair jeung padet (hidrogen kondensasi dina 20 K sarta solidifies dina 14 K), unsur ieu teu ngalirkeun listrik sabab atom hidrogén ngagabung jadi pasangan molekul jeung tukeur éléktron maranéhanana. Ku alatan éta, aya teu cukup éléktron bébas, nu dina logam ngabentuk pita konduksi sarta pamawa ayeuna. Ngan komprési hidrogén anu kuat pikeun ngancurkeun beungkeut antara atom sacara téoritis ngaleupaskeun éléktron sareng ngajadikeun hidrogén salaku konduktor listrik bahkan superkonduktor.
Hidrogén dikomprés jadi bentuk logam antara inten
Bentuk anyar hidrogén ogé tiasa dianggo bahan bakar rokét kalayan kinerja luar biasa. "Peryogi énergi anu ageung pikeun ngahasilkeun hidrogén logam," saur profesor. pérak. "Nalika bentuk hidrogén ieu dirobah jadi gas molekular, loba énergi dileupaskeun, sahingga mesin rokét pangkuatna dipikawanoh pikeun umat manusa."
Dorongan spésifik tina mesin anu ngajalankeun bahan bakar ieu bakal 1700 detik. Ayeuna, hidrogén jeung oksigén ilahar dipaké, sarta dorongan husus mesin misalna 450 detik. Numutkeun élmuwan, bahan bakar anyar bakal ngidinan pesawat ruang angkasa urang ngahontal orbit ku rokét hiji-tahap kalawan payload leuwih badag sarta ngidinan ka ngahontal planét séjén.
Sabalikna, superkonduktor hidrogén logam anu beroperasi dina suhu kamar bakal ngamungkinkeun pikeun ngawangun sistem angkutan-speed tinggi nganggo levitasi magnét, bakal ningkatkeun efisiensi kendaraan listrik sareng efisiensi seueur alat éléktronik. Aya ogé bakal revolusi di pasar gudang énergi. Kusabab superkonduktor boga résistansi nol, éta bakal mungkin pikeun nyimpen énérgi dina sirkuit listrik dimana eta circulates dugi diperlukeun.
Ati-ati kalayan sumanget ieu
Sanajan kitu, prospek caang ieu teu sagemblengna jelas, sabab élmuwan can pariksa yen hidrogén logam stabil dina kaayaan tekanan sarta suhu normal. Perwakilan komunitas ilmiah, anu ditilik ku média pikeun koméntar, skeptis atanapi, paling saé, ditangtayungan. Postulat anu paling umum nyaéta ngulang percobaan, sabab hiji anu disangka suksés nyaéta ... ngan anu disangka suksés.
Di momen, sapotong leutik logam ngan bisa ditempo di tukangeun dua anvils inten disebut tadi, nu dipaké pikeun niiskeun hidrogén cair dina hawa ogé handap katirisan. Nyaéta ramalan prof. Bakal Silvera sareng kolega-Na bener jalan? Hayu urang tingali dina mangsa nu bakal datang kumaha experimenters maksudna pikeun laun ngurangan tekanan jeung ningkatkeun suhu sampel pikeun manggihan. Sareng dina ngalakukeunana, aranjeunna ngarepkeun yén hidrogén ngan… henteu nguap.
