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極限狀態下氫的探索
更新時間:2019-1-14 15:56:16        【打印此頁】  【關閉

fuelcellworks網站報道:卡內基研究院的科學家們的最新進展,使前所未及的壓力下的氫氣檢測成為現實。他們的工作發表在期刊Physical Review Letters上。

作為宇宙中含量最豐富的元素,氫對極端的溫度和壓力會產生怎樣的響應?這已經成為現代物理學界的重大挑戰之一。目前所知氫氣分子有三種固態相。例如,氫氣在150 GPa和低溫下轉變成的相已引起學界特別關注,然而依靠靜態壓縮技術實現更高壓力下的氫氣檢測在此前遇到了技術瓶頸。為此,科學家們使用最新開發的技術,將氫氣加壓至300Gpa,在溫度為12 K到室溫的溫度范圍條件下利用紅外光譜技術探測氫分子的化學鍵及電子性質。他們運用卡內基研究院所運營的國家同步輻射光源(NSLS)以及布魯克海文國家實驗室的設施完成了該實驗。

該團隊發現在這種極高壓下氫分子狀態是穩定的,證明了原子間的化學鍵的極強的穩定性。該工作反駁了去年其他學者給出的“氫金屬化”的實驗解讀。最新研究結果中雖然發現了密堆分子相的半金屬行為,但材料具有的電子傳導性遠低于金屬。

同時,據愛丁堡大學在Physical Review Letters期刊上發表的另一篇論文報道,在300K的相對高溫及高于220 GPa的壓力下發現了另一種氫分子相,結構為6原子環組成的蜂窩形狀,與石墨的碳原子層結構十分類似。

   

 

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