Metall vodorod texnologiya ko'rinishini o'zgartiradi - bug'lanib ketguncha

XNUMX-asrning temir yo'llarida po'lat ham, hatto titan yoki nodir tuproq elementlarining qotishmalari ham soxtalashtirilmaydi. Bugungi olmos anvillarida metall yorqinligi bilan biz hali ham eng tushunarsiz gazlar deb bilgan narsa porlab turardi ...

Davriy jadvaldagi vodorod birinchi guruhning yuqori qismida joylashgan bo'lib, unga faqat gidroksidi metallar, ya'ni litiy, natriy, kaliy, rubidiy, seziy va fransiy kiradi. Buning ajablanarli joyi yo'q, olimlar uzoq vaqtdan beri uning metall shakliga egami yoki yo'qmi deb hayron bo'lishdi. 1935 yilda Evgeniy Vigner va Xillar Bell Xantington birinchi bo'lib qanday sharoitlarda bo'lishini taklif qilishdi. vodorod metallga aylanishi mumkin. 1996 yilda Lourens Livermor milliy laboratoriyasida amerikalik fiziklar Uilyam Nellis, Artur Mitchell va Semyuel Ueyr vodorod tasodifan gaz quroli yordamida metall holatda ishlab chiqarilganligini xabar qilishdi. 2016 yil oktyabr oyida Ranga Diaz va Isaak Silvera 495 GPa (taxminan 5 × 10) bosimda metall vodorod olishga muvaffaq bo'lganliklarini e'lon qilishdi.⁶ atm) va olmos kamerasida 5,5 K haroratda. Biroq, tajriba mualliflar tomonidan takrorlanmadi va mustaqil ravishda tasdiqlanmadi. natijada ilmiy hamjamiyatning bir qismi tuzilgan xulosalarni shubha ostiga qo'yadi.

Metall vodorod yuqori tortishish bosimi ostida suyuq holatda bo'lishi mumkinligi haqida takliflar mavjud. ulkan gaz sayyoralari ichidaYupiter va Saturn kabi.

Joriy yilning yanvar oyi oxirida bir guruh prof. Garvard universiteti xodimi Isaak Silveri laboratoriyada metall vodorod ishlab chiqarilganini aytdi. Ular namunani olmos "anvillari"da 495 GPa bosimga duchor qildilar, ularning molekulalari gaz H ni tashkil qiladi.₂ parchalanib ketgan va vodorod atomlaridan metall konstruktsiya hosil bo'lgan. Tajriba mualliflarining fikriga ko'ra, hosil bo'lgan struktura metastabilbu haddan tashqari bosim to'xtaganidan keyin ham metall bo'lib qoladi degan ma'noni anglatadi.

Bundan tashqari, olimlarning fikriga ko'ra, vodorod metall bo'ladi yuqori haroratli supero'tkazgich. 1968 yilda Kornel universiteti fizigi Nil Ashkroft vodorodning metall fazasi o'ta o'tkazuvchan bo'lishi mumkin, ya'ni hech qanday issiqlik yo'qotmasdan va 0 ° C dan yuqori haroratlarda elektr tokini o'tkazishi mumkinligini taxmin qildi. Faqat buning o'zi bugungi kunda uzatishda va barcha elektron qurilmalarni isitish natijasida yo'qolgan elektr energiyasining uchdan bir qismini tejash imkonini beradi.

Gazsimon, suyuq va qattiq holatda normal bosim ostida (vodorod 20K da kondensatsiyalanadi va 14K da qotib qoladi) bu element elektr tokini o‘tkazmaydi, chunki vodorod atomlari molekulyar juftlarga birlashadi va o‘z elektronlarini almashtiradi. Shuning uchun metallarda o'tkazuvchanlik zonasini tashkil etuvchi va oqim tashuvchisi bo'lgan erkin elektronlar etarli emas. Atomlar orasidagi aloqalarni yo'q qilish uchun faqat vodorodni kuchli siqish nazariy jihatdan elektronlarni chiqaradi va vodorodni elektr o'tkazgichi va hatto o'ta o'tkazgichga aylantiradi.

Olmoslar orasida metall shaklga siqilgan vodorod

Vodorodning yangi shakli ham xizmat qilishi mumkin ajoyib ishlashi bilan raketa yoqilg'isi. "Metalik vodorodni ishlab chiqarish uchun juda katta energiya kerak", deb tushuntiradi professor. Kumush. "Vodorodning bu shakli molekulyar gazga aylantirilganda, juda ko'p energiya ajralib chiqadi va bu insoniyatga ma'lum bo'lgan eng kuchli raketa dvigateliga aylanadi".

Ushbu yoqilg'ida ishlaydigan dvigatelning o'ziga xos impulsi 1700 soniya bo'ladi. Hozirgi vaqtda vodorod va kislorod odatda qo'llaniladi va bunday dvigatellarning o'ziga xos impulsi 450 soniyani tashkil qiladi. Olimning so‘zlariga ko‘ra, yangi yonilg‘i bizning kosmik kemamizning orbitaga bir pog‘onali raketa bilan katta yuk yuki bilan chiqishiga va boshqa sayyoralarga yetib borishiga imkon beradi.

O'z navbatida, xona haroratida ishlaydigan metall vodorod supero'tkazgich magnit levitatsiya yordamida yuqori tezlikda transport tizimlarini qurish imkonini beradi, elektr transport vositalarining samaradorligini va ko'plab elektron qurilmalarning samaradorligini oshiradi. Energiyani saqlash bozorida ham inqilob bo'ladi. Supero'tkazuvchilar nol qarshilikka ega bo'lganligi sababli, energiyani kerak bo'lgunga qadar aylanib yuradigan elektr zanjirlarida saqlash mumkin bo'ladi.

Bu ishtiyoq bilan ehtiyot bo'ling

Biroq, bu yorqin istiqbollar to'liq aniq emas, chunki olimlar metall vodorodning normal bosim va harorat sharoitida barqarorligini hali tasdiqlay olishmadi. Ommaviy axborot vositalaridan izoh so‘rab murojaat qilgan ilmiy jamoatchilik vakillari shubhali yoki, eng yaxshi holatda, o‘zini tutashgan. Eng keng tarqalgan postulat tajribani takrorlashdir, chunki bitta taxminiy muvaffaqiyat bu... shunchaki taxmin qilingan muvaffaqiyat.

Ayni paytda yuqorida aytib o'tilgan ikkita olmos anvilining orqasida kichik bir metall bo'lagini ko'rish mumkin, ular suyuq vodorodni muzlashdan ancha past haroratlarda siqish uchun ishlatilgan. Prof. Silvera va uning hamkasblari haqiqatan ham ishlaydimi? Keling, yaqin kelajakda tajribachilar bosimni bosqichma-bosqich kamaytirish va namuna haroratini oshirish niyatida ekanliklarini bilib olaylik. Va shunday qilib, ular vodorod shunchaki... bug'lanib ketmasligiga umid qiladilar.