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    科学家将氢气压缩制成“金属氢”

    2017-2-15 10:47:01

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      据国外媒体报道,近日,美国科学家成功将氢气压缩制成“金属氢”。这是一种全新的材料,可以用于制造室温中使用的高效率电导体。
      这项成果发表在近期的《科学》(Science)杂志上,首次证实了物理学家希拉德·亨廷顿(Hillard Bell Huntington)和尤金·维格纳(Eugene Wigner)在1935年提出的理论,即常温时呈气态的氢可以在极端高压下转变为金属态。
      一直以来,许多研究团队都在金属氢的开发上展开竞争。这种新材料具有作为超导体的潜力,因而备受关注。目前,在磁共振成像(MRI)等领域中使用的超导体需要借助液氦进行冷却,使其保持在极低的温度,成本高昂。“这是高压物理学的‘圣杯’,”论文作者之一、哈佛大学的物理学家伊萨克·席维拉(Isaac Silvera)说,“这是地球上首次获得的金属氢样品,因此当你看着它时,你看到的是一种从未在地球上存在过的东西。”
      伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的物理学教授大卫·塞珀利(David Ceperley)表示,这一成果如果被证实,就意味着几十年来对氢转化为金属的探索告一段落,也表明人类对宇宙中最常见元素的了解更进了一步。大卫·塞珀利并未参与这项研究。
      为了获得金属氢,席维拉教授和博士后研究人员朗加·迪亚斯(Ranga Dias)将一小份氢样品放在相当于490万标准大气压的压力(每6.5平方厘米3250万千克)之下,这比地球中心处的压力还大。
      研究人员利用合成金刚石制成的高压砧对氢气进行压缩。他们对金刚石做了特殊处理,使它们在压缩时不会碎裂,这一问题在此前的实验中曾经出现过。“通常金刚石在这种强度下就会碎裂,”塞珀利教授说,“这也是该研究花费这么多年的原因所在。席维拉想出了金刚石成形和抛光的新方法,使它们不致碎裂。”
      目前的关键问题是,压缩后的氢是否能在室温下保持金属态?这在未来的超导体应用中极为重要。塞珀利教授和席维拉教授都对此表示乐观,但这还需要更多的实验来证实。
      我们平时听到氢气,一般想到的是氢气球,拿来充气球用,但是氢气充气球非常危险,不建议使用,氢气还有更加广泛的用途,今天小编给大家捋一捋:
     氢是主要的工业原料,也是最重要的工业气体和特种气体
      1.在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。
      2.氢也是一种理想的二次能源(二次能源是指必须由一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源)。
      3.在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中,在氮气保护气氛中加入氢以去除残余的氧。
      4.在石化工业中,需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。
      5.氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。
      6.由于氢的高燃料性,航天工业使用液氢作为燃料。
      高纯氢气还用于核研究、氘核加速器的轰击粒子、示踪剂、可以做气相色谱氢焰化验原料、密度小充探空气球、新型的高能燃料(驱动火箭)、冶炼金属钨、钼等,还有石油精炼、浮法玻璃、电子、食品、饮水、化工生产、航天、汽车业等行业 
      高纯氢是一种无色无臭可燃气体。在空气中的可燃限4.0%~75.0%(V)。自燃温度571.2℃。相对密度ds(0℃,空气=1)0.06960。ρg 0.08342kg/m3(21.1℃,101.3kPa);液体密度70.96kg/m3(-252.8℃,101.3kPa)。沸点-252.8℃。熔点-259.2℃。氢分子由两种同分异构体组成,常温下正仲氢比例为75:25。随着温度降低,仲氢比例提高,伴随着放出转化热。20.4K时平衡组成为0.2:99.8。氢气无毒,但不能维持生命。
     
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