氢气在一定压力下可转化为固态结晶体,这就是金属氢。从理论上来看,在超高压下得到金属氢是确实可能的。不过,要得到金属氢样品,还有待科学家们进一步研究。 尽管目前还未把金属氢拿到手,但理论工作者推断,金属氢是一种高密度、高储能材料。金属氢的爆炸威力相当于相同质量TNT炸药的25—35倍,是目前已知的威力最强大的化学爆炸物。
仅仅是花了80年的时间,但我们终于可以一窥这个难以捉摸的金属氢。氢是宇宙中含量最丰富的元素,当它在高压之下,像是在有如木星般的气态巨行星中央时,就会开始相变成金属。
爱丁堡大学研究人员利用钻石高压砧在氢分子上施予325万个大气压,此时他们看到氢分子相变成一个新的固体状态,并称此相变为状态五(Phase V),而此被认为是形成金属氢的开端。
氢通常见于分子形式:由两个氢原子结合在一起,并共享两个电子。在1935年便有预测认为,在足够的压力之下,这个分子键将破坏,而原子们将自组成为原子固态含金属的结构,此时电子脱离形成就像铜或铁的原子。
带领此研究的Eugene Gregoryanz教授在一份声明中提及:“在过去30年间的高压实验中,科学家们无数次地声称在研究室中制造出金属氢,但这些实验结果后来都被证明无效。我们的研究首次呈现出实验证据,证明氢可以像预测的那样拥有固体金属态,不过所需要的压力比之前所想的要来得高许多。此研究结果将有助于基础科学和行星科学的发展。”
根据这个理论预测,最新发现的固体金属态并不是真正的金属态,而比较像是要形成金属态的初期状态,此时分子键受到破坏,但其金属性能又尚未完全角成。此调查研究建议,必须在更高的压力之下,才能获得这个人们探索已久的金属氢状态。而此实验中使用的钻石高压砧可能无法提供创造金属氢所需要的高压。
此调查结果刊登在《Nature》刊物中,可能会遭到其他研究人员的质疑。因为高压技术和少量的样本有可能会伴随着巨大的错误在其中,因此,此团队未来的研究工作将接受更严谨的检视。
如果实验结果确认的话,将会有其他科技被用来取得金属氢,而其所需的高压可能超越我们目前能力所及的范围。