液態(tài)氘高壓下被擠成“金屬”
從絕緣體變導(dǎo)電體甚至超導(dǎo)體
2015年07月01日 9:29 4944次瀏覽 來源: 中國(guó)有色網(wǎng) 分類: 新材料前沿
桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能創(chuàng)建20兆高斯磁場(chǎng)的大型Z機(jī)器。
美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和德國(guó)羅斯托大學(xué)的一個(gè)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)日前成功地在高壓下把液態(tài)氘(重氫)擠成類金屬,更接近生成固體金屬氫的最終目標(biāo)。該研究成果刊登在最新一期的《科學(xué)》雜志上。
氘為氫的一種穩(wěn)定形態(tài)同位素,元素符號(hào)一般為D或2H,其原子核由一質(zhì)子和一中子組成,在大自然的含量約為一般氫的7000分之一,可用于熱核反應(yīng),被稱為“未來的天然燃料”?;厮莸?935年,兩位研究人員福萊貝爾·亨廷頓和尤金·維格納首次提出,在超高壓下可得到金屬氫的理論是確實(shí)可能的,即液態(tài)或固態(tài)氫在上百萬大氣壓的高壓下變成導(dǎo)電體,由于導(dǎo)電是金屬的特性,故稱金屬氫。自那時(shí)以來,各個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都試圖得到金屬氫樣品,以證明這個(gè)理論是正確的,但到目前為止,尚未成功。盡管如此,理論工作者推斷金屬氫是一種高溫超導(dǎo)體,是高密度、高儲(chǔ)能材料。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,研究人員過去采用基于在兩個(gè)鉆石尖之間擠壓樣品的技術(shù),希望有可能把富含氫氣的化合物變成類金屬。但由于樣品材料變得反應(yīng)過激的問題,研究發(fā)現(xiàn)使用雙鉆石針尖的方法不可能實(shí)現(xiàn)最終的結(jié)果。
此次實(shí)驗(yàn)中,研究人員選擇另一條路線,開發(fā)出一種新的方式增加壓力,且不引起其他問題。他們采用了桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能創(chuàng)建20兆高斯磁場(chǎng)的大型Z機(jī)器,首次對(duì)液態(tài)氘樣品進(jìn)行加壓,然后通過一個(gè)電極由Z機(jī)器產(chǎn)生震動(dòng)和移動(dòng),反過來撞擊前方容器擁有的氘,造成一個(gè)沖擊波穿過樣品,使其得以進(jìn)一步壓縮。研究人員在材料被濃縮之后,采取常見的金屬識(shí)別方法,測(cè)量樣品在多大程度上可反射光。檢測(cè)結(jié)果顯示,當(dāng)樣品被冷凝后,它從一個(gè)透明的狀態(tài)到可以被反射。這清楚地表明,液態(tài)氘從一個(gè)絕緣體變成了一塊金屬。(華凌)
責(zé)任編輯:陳巖
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