王妃
元素周期表上的元素大致可以分為兩類:金屬元素和非金屬元素。二者有許多不同的性質(zhì),比如金屬元素具有光澤,是良好的導(dǎo)體,在室溫下呈現(xiàn)為固體,而非金屬元素不具有光澤,是絕緣體和熱的不良導(dǎo)體。
根據(jù)這些性質(zhì),宇宙中最豐富的元素氫就是非金屬元素,它的一般形態(tài)是氣體。然而,自1935年來(lái),研究者們就懷疑氫可能還有其他特質(zhì),畢竟,氫元素是元素周期表堿金屬列中唯一的非金屬元素。
80多年后,2017年,美國(guó)哈佛大學(xué)的研究者終于驗(yàn)證了這一預(yù)言。他們用金剛石制成的高壓砧對(duì)氫氣進(jìn)行壓縮,氣體氫變成了固體狀態(tài)。隨后,在相當(dāng)于400萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下(這一壓力已經(jīng)超過(guò)了地心壓力),分子氫的化學(xué)鍵將被打開(kāi),最終誕生了世界上第一塊金屬氫。
這是一種地球上從未存在過(guò)的材料,具有光澤并且具有導(dǎo)電性,你還能用手觸碰到它,很神奇吧?但氣態(tài)氫變成金屬氫,可不只是刷人眼球,它還將帶來(lái)一場(chǎng)新的材料革命。
傳統(tǒng)的超導(dǎo)體(在某一溫度下,電阻為零的導(dǎo)體)能夠在零能量消耗下傳輸電流,但必須冷卻到接近絕對(duì)零度才能具備這個(gè)特性,由于成本高昂、技術(shù)復(fù)雜,現(xiàn)在運(yùn)送電能的輸電線仍是普通的銅或鋁導(dǎo)線,存在一定電阻,讓熱量白白損耗。但金屬氫完全可以改變這一點(diǎn),因?yàn)樗谑覝叵乱部梢跃S持零電阻,如果運(yùn)用到電網(wǎng)中,將能節(jié)約15%的能量消耗。而且由于磁體靠近金屬氫時(shí),會(huì)受到很強(qiáng)的排斥力,可以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)磁懸浮,所以使得“氫軌”高速磁懸浮列車成為可能。endprint
大科技·科學(xué)之謎2017年9期