Металниот водород ќе го промени лицето на технологијата - додека не испари

Во ковачите од XNUMX век, не се коваат ниту челик, ниту титаниум или легури на елементи од ретка земја. Во денешните дијамантски наковални со метален сјај блескаше она што сè уште го знаеме како најнедофатливиот гас ...

Водородот во периодниот систем е на врвот на првата група, која вклучува само алкални метали, односно литиум, натриум, калиум, рубидиум, цезиум и франциум. Не е изненадувачки што научниците долго време се прашуваа дали и тој има своја метална форма. Во 1935 година, Јуџин Вигнер и Хилард Бел Хантингтон беа првите кои предложија услови под кои водородот може да стане метален. Во 1996 година, американските физичари Вилијам Нелис, Артур Мичел и Семјуел Вир од Националната лабораторија Лоренс Ливермор објавија дека водородот бил случајно произведен во метална состојба со помош на пиштол за гас. Во октомври 2016 година, Ранга Дијаз и Исак Силвера објавија дека успеале да добијат метален водород под притисок од 495 GPa (приближно 5 × 10⁶ atm) и на температура од 5,5 K во дијамантска комора. Сепак, експериментот не беше повторен од авторите и не беше независно потврден. како резултат на тоа, дел од научната заедница ги доведува во прашање формулираните заклучоци.

Постојат сугестии дека металниот водород може да биде во течна форма под висок гравитациски притисок. во џиновски гасни планетикако Јупитер и Сатурн.

Кон крајот на јануари годинава, група на проф. Исак Силвери од Универзитетот Харвард објави дека во лабораторијата бил произведен метален водород. Тие го подложиле примерокот на притисок од 495 GPa во дијамантски „наковални“, чии молекули го формираат гасот H₂ се распадна и метална структура формирана од атоми на водород. Според авторите на експериментот, добиената структура метастабилнашто значи дека останува метален дури и откако ќе престане екстремниот притисок.

Покрај тоа, според научниците, металниот водород би бил суперпроводник со висока температура. Во 1968 година, Нил Ешкрофт, физичар од Универзитетот Корнел, предвиде дека металната фаза на водородот може да биде суперспроводлива, односно да спроведува електрична енергија без никакви загуби на топлина и на температури многу над 0°C. Само со ова би се заштедила третина од електричната енергија што денес се губи во преносот и како резултат на загревањето на сите електронски уреди.

Под нормален притисок во гасовита, течна и цврста состојба (водородот се кондензира на 20K и се зацврстува на 14K) овој елемент не спроведува електрична енергија бидејќи атомите на водород се комбинираат во молекуларни парови и ги разменуваат нивните електрони. Затоа, нема доволно слободни електрони, кои во металите формираат проводен опсег и се носители на струја. Само силната компресија на водород со цел да се уништат врските меѓу атомите теоретски ослободува електрони и го прави водородот спроводник на електрична енергија, па дури и суперпроводник.

Водородот компримиран во метална форма помеѓу дијамантите

Може да послужи и нова форма на водород ракетно гориво со исклучителни перформанси. „Потребна е огромна количина на енергија за да се произведе метален водород“, објаснува професорот. Сребрена. „Кога оваа форма на водород се претвора во молекуларен гас, се ослободува многу енергија, што го прави најмоќниот ракетен мотор познат на човештвото.

Специфичниот импулс на моторот што работи на ова гориво ќе биде 1700 секунди. Во моментов најчесто се користат водород и кислород, а специфичниот импулс на таквите мотори е 450 секунди. Според научникот, новото гориво ќе му овозможи на нашето вселенско летало да стигне во орбитата со едностепена ракета со поголема носивост и да му овозможи да стигне до други планети.

За возврат, метален водороден суперпроводник кој работи на собна температура ќе овозможи изградба на системи за транспорт со голема брзина користејќи магнетна левитација, ќе ја зголеми ефикасноста на електричните возила и ефикасноста на многу електронски уреди. Ќе има револуција и на пазарот за складирање енергија. Бидејќи суперпроводниците имаат нула отпор, би било можно да се складира енергијата во електрични кола каде што циркулира додека не е потребно.

Бидете внимателни со овој ентузијазам

Сепак, овие светли изгледи не се сосема јасни, бидејќи научниците допрва треба да потврдат дека металниот водород е стабилен во нормални услови на притисок и температура. Претставниците на научната заедница, на кои медиумите им пристапија за коментар, се скептични или во најдобар случај резервирани. Најчестиот постулат е да се повтори експериментот, бидејќи еден наводен успех е... само наводен успех.

Во моментов, мало парче метал може да се види само зад гореспоменатите две дијамантски наковални, кои се користеле за компресија на течен водород на температури далеку под нулата. Дали е предвидувањето на проф. Дали Силвера и неговите колеги навистина ќе работат? Ајде да видиме во блиска иднина како експериментаторите имаат намера постепено да го намалуваат притисокот и да ја зголемат температурата на примерокот за да дознаат. И притоа, тие се надеваат дека водородот едноставно... нема да испари.