第233章 來啊通宵啊(2 / 2)

大英學神 月綸 2576 字 2個月前

金屬氫指的是液態或固態氫在超高壓下變成的導電體,由於導電是金屬的特性,故稱為“金屬氫”。

成功產生金屬氫,不僅意味著這是一種全新的高密度、高儲能材料,而且會使整個世界的科學技術發生革命性變化。

金屬氫轉化為氫分子時,會釋放出大量熱能,它是一種突破性的火箭燃料。像木星這樣的氣體巨星的核心就是由金屬氫這類物質組成的。不過,金屬氫最吸引人的性能是室溫超導能力——它允許電流在不損失任何能量的情況下流動。

基於所有這些原因,一項實驗如果成功產生了金屬氫,那將是轟動科學界的大事件,隻要公布金屬氫的製造工藝肯定會獲得諾貝爾獎。

儘管潛力誘人,但製造出金屬氫其過程艱難而曲折。

先說說氫的獨特特性。氫是宇宙中最豐富的元素,但同時也是宇宙中最簡單的元素。由一個單電子組成的氫,與鋰、鈉、鉀這類堿性金屬一同位於元素周期表的第一列,鋰、鈉、鉀這三種元素都以固體形式存在於地球上,且能夠導電。

而氫通常以氣體形式存在,要想把它變成一種金屬,必須讓每個氫原子核都緊密地結合在一起,使它們的電子變得“不受位置限製”,也就是說,讓它們可以在原子周圍自由移動,從而產生導電能力。

要讓氫像它在元素周期表中的鄰居表現得一樣,關鍵是超低溫加超大的壓力。

在超低溫和極大的壓力下,氫分子間的距離將變得很近很近,迫使本來圍繞原子核運動的電子變成穿梭在整個高壓態氫塊中的自由電子。這樣的氫塊將表現出金屬的性質——固態、堅硬、有顏色和具有導電性。

要做到這一點,在地球環境需要近400千兆帕斯卡(GPa)的壓力,即大氣壓的400萬倍,相當於一枚小小針頭上要承受一架大型噴氣式飛機的重量。至少在普通實驗室裡實現這樣大的壓力是很有挑戰性的。事實上,施加超過100GPa的壓力,就很少人能夠做到。

由羅西的工程師組成的團隊,開始是在被稱為“金剛石鐵砧”的材料上為氫樣品施壓。“金剛石鐵砧”實際上是一對超銳利的金剛石,它的尖端十分細小,大約隻有頭發絲直徑的四分之一。

雖然很小,但可在這些尖端之間捕獲一些氫分子。接下來,他們設法將兩個金剛石鐵砧推擠到一起,擠壓它們中間的這些氫分子。最終,在弄壞了15對金剛石鐵砧後,終於設法將尖頭之間的壓力調至500GPa——這個數值已超過地核內部。

所有項目的研究員目睹了氫獲得金屬性的過程,測試結果在意料之中,因為根據氫原子中可利用電子的兩種截然不同能態之間的“間隙”來進行測量的——壓力增加,間隙會縮小,從而改變電子吸收光或發射光的方式。

在間隙即將閉合、材料變成金屬之前,氫的電子會吸收光,但不發射光,這就導致材料變得越來越不透明。然而,一旦間隙完全閉合,電子能夠以自由運動的導電體的形式存在時,它們將重新發射吸收的光能,使材料具有高度的反射性。

後來羅西改進了電磁裝置讓原料達到超低溫狀態,小批量製造出幾十公斤金屬氫,這是高壓物理學的聖杯!

如果在月球背麵建立基地大批量生產,未來100年的終極能源之門終將被完全打開。

周啟仁雖然不想成立重複的項目浪費資源,但香江那個地方太小了,以後的大本營還是在南洋。

其實像周彩蘊和徐瑪麗這樣能參與核心項目的人,到了這個層次,就避免不了參與競爭,競爭會產生更大的動力........

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