금속 수소는 증발할 때까지 기술의 면모를 바꿀 것입니다.
XNUMX 세기 단조에서는 강철도 티타늄도 희토류 원소 합금도 단조되지 않습니다. 금속 광택이 있는 오늘날의 다이아몬드 앤빌에서 우리가 여전히 가장 파악하기 어려운 가스로 알고 있는 것이 빛났습니다.
주기율표에서 수소는 알칼리 금속, 즉 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 프랑슘만 포함하는 첫 번째 그룹의 맨 위에 있습니다. 당연히 과학자들은 금속 형태도 있는지 오랫동안 궁금해했습니다. 1935년 Eugene Wigner와 Hillard Bell Huntington이 조건을 처음으로 제안했습니다. 수소는 금속이 될 수 있습니다. 1996년 로렌스 리버모어 국립연구소의 미국 물리학자 윌리엄 넬리스, 아서 미첼, 새뮤얼 위어는 수소가 가스총을 사용해 금속 상태에서 우발적으로 생성됐다고 보고했다. 2016년 495월 Ranga Diaz와 Isaac Silvera는 5 GPa(약 10 × XNUMX6 atm) 및 다이아몬드 챔버에서 5,5K의 온도에서. 그러나 실험은 저자에 의해 반복되지 않았으며 독립적으로 확인되지 않았습니다. 결과적으로 과학계의 일부는 공식적인 결론에 의문을 제기합니다.
금속 수소가 높은 중력 하에서 액체 형태일 수 있다는 제안이 있습니다. 거대한 가스 행성 내부목성과 토성처럼.
올해 495월 말, 교수 그룹. Harvard University의 Isaac Silveri는 금속 수소가 실험실에서 생산되었다고 보고했습니다. 그들은 샘플을 다이아몬드 "앤빌"에서 XNUMXGPa의 압력에 노출시켰는데, 그 분자는 가스 H를 형성합니다.2 분해되고 수소 원자로 금속 구조가 형성되었습니다. 실험의 저자에 따르면 결과 구조 준안정이는 극심한 압력이 멈춘 후에도 금속이 남아 있음을 의미합니다.
또한 과학자들에 따르면 금속 수소는 고온 초전도체. 1968년 코넬 대학의 물리학자 닐 애쉬크로프트(Neil Ashcroft)는 수소의 금속상이 초전도성, 즉 열 손실 없이 0°C 이상의 온도에서 전기를 전도할 수 있다고 예측했습니다. 이것만으로도 오늘날 전송 과정에서 그리고 모든 전자 장치의 가열로 인해 손실되는 전기의 XNUMX분의 XNUMX을 절약할 수 있습니다.
기체, 액체 및 고체 상태의 상압(수소는 20K에서 응축되고 14K에서 응고됨)에서 이 요소는 수소 원자가 분자 쌍으로 결합하고 전자를 교환하기 때문에 전기를 전도하지 않습니다. 따라서 금속에서 전도대를 형성하고 전류 캐리어인 자유 전자가 충분하지 않습니다. 원자 사이의 결합을 파괴하기 위해 수소를 강하게 압축해야만 이론적으로 전자가 방출되어 수소를 전기의 전도체, 심지어 초전도체로 만든다.
다이아몬드 사이에 금속 형태로 압축된 수소
새로운 형태의 수소도 도움이 될 수 있습니다. 뛰어난 성능의 로켓 연료. "금속 수소를 생산하려면 엄청난 양의 에너지가 필요합니다."라고 교수는 설명합니다. 은. "이러한 형태의 수소가 분자 가스로 바뀌면 많은 에너지가 방출되어 인류에게 알려진 가장 강력한 로켓 엔진이 됩니다."
이 연료로 작동하는 엔진의 특정 충격량은 1700초입니다. 현재 수소와 산소가 일반적으로 사용되며 이러한 엔진의 비충격은 450초입니다. 과학자에 따르면 새로운 연료는 우리 우주선이 더 큰 탑재량을 가진 단일 단계 로켓으로 궤도에 도달하고 다른 행성에 도달할 수 있게 해줄 것이라고 합니다.
결과적으로 상온에서 작동하는 금속 수소 초전도체는 자기 부상을 이용한 고속 운송 시스템을 구축할 수 있게 하고 전기 자동차의 효율성과 많은 전자 장치의 효율성을 높일 것입니다. 에너지 저장 시장에도 혁명이 일어날 것입니다. 초전도체는 저항이 없기 때문에 필요할 때까지 순환하는 전기 회로에 에너지를 저장할 수 있습니다.
이 열정을 조심해
그러나 이러한 밝은 전망은 완전히 명확하지 않습니다. 과학자들은 금속 수소가 정상적인 압력 및 온도 조건에서 안정적이라는 것을 아직 확인하지 않았기 때문입니다. 논평을 위해 언론에 접근한 과학계의 대표자들은 회의적이거나 기껏해야 내성적입니다. 가장 일반적인 가정은 실험을 반복하는 것입니다. 하나의 가정된 성공은... 단지 가정된 성공이기 때문입니다.
현재 작은 금속 조각은 영하의 온도에서 액체 수소를 압축하는 데 사용되는 앞서 언급한 두 개의 다이아몬드 모루 뒤에서만 볼 수 있습니다. 교수의 예측입니다. Silvera와 그의 동료들은 정말 일을 할 수 있을까요? 가까운 장래에 실험자들이 어떻게 점진적으로 압력을 낮추고 샘플의 온도를 높이려는지 알아 봅시다. 그렇게 함으로써 그들은 수소가… 증발하지 않기를 바랍니다.
