美國科學家創造出金屬氫 或稱為超導全新材料

參考消息網1月28日報道路透社1月26日報道稱，美國科學家給氫施加極強的壓力，使之變成金屬，從而造出一種全新材料，或許可在室溫下作為一種高效的導電體。

這項今天刊登在美國《科學》周刊上的發現，首次證實物理學家希拉德·貝爾·亨廷頓和尤金·威格納1935年提出的理論，即通常為氣體的氫在極大壓力下可能變成金屬形態。

幾個研究團隊一直在競相研製金屬氫，它因可能成為一種超導體而極其珍貴。目前，用於核磁共振成像儀等機器的超導體都必須用液態氦來保持極低的溫度，費用高昂。

該研究報告作者之一、哈佛大學物理學家艾薩克·西爾韋拉在一份聲明中說：「這是高壓物理學領域的聖杯。」

他還說：「這是地球上有史以來的第一個金屬氫樣本。所以在面對它的時候，你看到的是以前從未存在過的東西。」

未參與該研究的伊利諾伊大學厄巴納-尚佩恩分校物理學教授戴維·切珀利說，如果得以證實，這一發現將終結對於氫能否變成金屬的長達數十年的探求，讓人們對宇宙中這種最常見的元素獲得更多認識。

為了實現這一壯舉，西爾韋拉與博士後研究員蘭加·迪亞斯對一小塊氫樣本施加每平方英寸（約合6.45平方厘米）超過7170萬磅（約合3252萬公斤）的壓力。這比地球核心處的壓力還大。

這樣的壓力是用一種被稱為金剛石壓腔的裝置創造出來的。他們用一種特殊的方法使金剛石避免開裂，之前的實驗都因這個問題而失敗。

眼下的關鍵問題在於，壓力之下形成的金屬氫能否在室溫保持金屬特性。切珀利和西爾韋拉都認為答案是肯定的，但這尚需證實。

【延伸閱讀】中國研製出世界首根10米量級鐵基超導長線

中國科學院7日介紹，該院電工研究所馬衍偉研究組成功研製出國際首根10米量級的高性能122型鐵基超導長線，被稱為「鐵基超導材料實用化進程中的里程碑」。

超導是指某些材料在溫度降低到某一臨界溫度時電阻突然消失的現象，高溫超導體通常指在液氮溫度(77K)以上的超導材料。人們發現超導現象已有百年，對於超導材料的結構、性質及品種的認識逐漸清晰，尤其關注鐵基超導體。

中國科學家始終在高性能鐵基超導材料的研製中保持國際領先水平。2008年，馬衍偉研究組率先製備出世界首根鐵基高溫超導線帶材。2014年，他們製備的122型鐵基超導帶材傳輸電流性能在4.2K/14T下，達到10萬安培每平方厘米，標誌著中國已率先邁入實用化門檻。

「在實際應用中，需要將超導體製備成線帶材進行電流傳輸或磁體繞制。」研究組成員介紹，在獲得優質短樣的基礎上，實現高性能長線的製備，才能使新型鐵基超導材料走向大規模應用。

為此，馬衍偉研究組對製備過程中涉及的相組分與微結構控制、界面複合體均勻加工等關鍵技術進行研究，成功研製出長度達11米的高性能122型鐵基超導長線，其傳輸電流性能在10特斯拉的磁場下超過18400安培每平方厘米。

研究報告估算，超導市場的潛在規模已超過2000億元(人民幣，下同)，其中核心的超導材料約有800億元。不過，目前中國國內超導材料主要依賴於美國、日本等地進口，致使超導材料價格高昂，約佔超導設備成本的一半。

馬衍偉研究組在鐵基超導線帶材的低成本製備方面取得新進展，他們開發出採用純銅作為包套材料的高性能122型超導帶材，在相同橫截面積內，超導帶材的截流能力是傳統銅導線的數百倍。(完)

（2015-07-08 08:41:02）