金属氢威力有多大，金属氢知乎
chanong
|氢是宇宙中含量最丰富的元素，也是元素周期表中的第一个元素，属于第一主族。
高中化学中，我们知道第一主族是碱金属如锂、钠、钾、铷、铯、钫等，它们都是非常活泼的金属，但第一主族中的氢元素位于第一个主组位置有点不合适，因为它具有非金属属性。
然而，科学家认为，作为第一主族元素，氢必定具有潜在的金属特性。
理论物理学家尤金·保罗·维格纳(Eugene Paul Wigner) 早在1935 年就预测，随着压力增加（达到地球表面大气压的约400 万倍），固态氢将表现出导体的特性。这也意味着此时的氢气可以导电。
自从做出这一预测以来，世界各地的科学家都试图寻找金属氢，但创造如此高压来检验这一理论极其困难。
半个多世纪过去了，科学家们仍然未能一睹金属氢的真面目，但法国、美国、德国的多个科研团队正在致力于压缩氢气并在金属氢的条件下制取氢气。高压.性能检测方面取得了很大进展。
金属氢首次出现是在2017年1月，当时哈佛大学自然科学学院教授Isaac Silvera和他的博士后研究员Ranga Diaz宣布发现了金属氢。
相关论文发表在1月26日出版的杂志《科学》上。
为了获得这种用传统方法根本不可能获得的极其稀有的物质，科学家发明了金刚石砧池（DAC）方法。
简单来说，压力就是施加在物体上的压力与受力面积的比值，当施加的压力达到极限时，可以通过减小受力面积来增大压力。
如果你感到困惑，试着想象一下哪个更疼：被穿圆头鞋的女孩踢还是被穿尖头鞋的女孩踢。
Silvera和Diaz使用金刚石砧，在超冷温度下将一小块氢样品放在金刚石砧上（金刚石尖端，直径约50微米），并安装红外光束来测量反射率。检查氢是否金属化。通过继续施加外力，两颗钻石之间的压力最终达到了495Gpa。
我惊讶地发现，在高压下，黑色固体氢逐渐呈现出金属光泽，样品的反射率从黑色变为高反射率，这正是金属的特性。
不同压力下样品氢的状态：透明态、不透明态、金属态
然而，这项研究发表后，席尔瓦拉的团队在钻石表面涂上了一层涂层，让他们相信他们发现的金属光泽可能不是来自金属氢，而是来自氧化铝。不管你信不信，一些科学家认为也曾有过疑问。氧化铝可防止氢扩散到钻石的晶体结构中。
面对这些问题，最好的反击方式当然是实验数据，于是Silvera的团队准备继续观察金属氢的进一步特征，当他们用钻石测量压力时，听到了微弱的声音。 “咔嚓”声是钻石无法承受如此高的压力而碎成碎片的声音之一，这也是独一无二的，这意味着金属氢样本将会消失。
金属氢重新出现两年后，法国原子能委员会保罗·莱维尔领导的研究小组宣布，他们几乎发现了金属氢的存在。
欧洲同步辐射实验室
该研究首次发表在arXiv 物理预印本上，六个月后正式发表在当前期刊《自然》 上。
与哈佛大学的Silvara 团队一样，Lebert 和他的团队也使用了“金刚石砧”方法，但他们对其进行了改进，设计了一种新的金刚石砧，称为“环形金刚石砧”。这种钻石尖端设计具有更高的耐用性。这是为了防止钻石像过去一样因压力过大而被压碎。
通过实验，莱维尔发现了氢样品在不同压力下如何反射光。
在1 Gpa 的压力下，氢样品对可见光和红外光都是透明的。
来源：自然
当压力增加到300 Gpa时，样品中的氢变成固态，可见光无法透过，只有能量比可见光低的红外光才能透过固态氢。
来源：自然
当压力增加到425 GPa时，固态氢的反射率迅速增加，但此时可见光和红外光都无法透过；此时的固态氢可以阻挡所有光线，不再是透明的。
来源：自然
研究人员认为，固态氢在极压和低温下光学反射率的不连续且可逆的变化是固态氢转变为金属氢的有力证据。
然而，这不能被视为金属氢出现的“确凿证据”。事实上，研究人员并没有声称他们观察到的是金属氢。正如论文标题所指出的，他们的发现是“可能的”。 “固体氢向金属氢的转变”。
中心的红色部分可能是由钻石中的分子变化而不是氢引起的。
现在，如果你真的想证明金属氢的存在，你需要做的就是测试氢样品在高压和低温下的电导率，如果氢样品表现出高电导率，那么基本上就可以证明了。存在金属氢。
然而，在这种状态下测量氢样品的电导率需要将微小电极附着在金刚石的尖端上，并使该电极与少量的固体氢接触，这目前很难实现。精确连接。
虽然目前还无法对勒维尔的实验“产生了金属氢”做出明确的科学陈述，但该领域的科学家普遍表示，实验结果是金属氢产生的近乎确凿的证据，我对此深信不疑。
也许现在，金属氢只能存在于金刚石砧中，但10年甚至20年后，金属氢将在阳光下闪闪发光。
参考：
https://www.nature.com/articles/d41586-020-00149-7
https://gizmodo.com/80-year-quest-to-create-metal-Hydrogen-may-finally-b-1835815725
https://gizmodo.com/after-an-80-year-quest-scientists-have-almost-certainl-1841332239
https://science.sciencemag.org/content/355/6326/715