Химики заявляют, что получили металлический водород

22-01-2014

Более века исследователи гласили о способности перевоплощения водорода в вещество с металлическими качествами. Двое исследователей из Германии утверждают, что им удалось воплотить эту возможность на практике, но некие представители научного общества колеблется по поводу этого заслуги.

В конце девятнадцатого века, после сотворения Повторяющегося Закона химики стали высказывать предположение, что водород, который начинает Таблицу Менделеева и размещается в одной группе с щелочными металлами, должен и сам проявлять железные характеристики. В 1935 году Вигнер (Eugene Wigner) и Белл Хантингтон (Hillard Bell Huntington) предсказали, что при больших давлениях – около 25 ГПа водород должен преобразовываться в жесткое вещество, проявляющее железные характеристики, но ряд тестов, проделанных скоро после чего, показал, что при этих давлениях не происходит детектируемого перехода в железное состояние.

Относительно не так давно проведенные опыты, при которых достигалось давление около 100 ГПа и температуры около абсолютного нуля позволяли предположить возможность перехода водорода в металлическое состояние, однако, обычно, предъявлявшиеся экспериментаторами доказательства не были достаточно убедительными.
Перспектива получения металлического водорода интересна не только лишь исходя из убеждений подтверждения теоретических выкладок, да и возможностью его использованию на практике.

Ряд исследователей предполагает, что изучение металлического водорода позволит разработать высокотемпературный сверхпроводник, «работающий» при комнатной температуре. Другие полагают, что в случае своей метастабильности металлический водород возможно окажется более плотным энергетически, чем обычный водород, представляя собой эффективное ракетное топливо.

Дальнейшее понижение температуры до 30 K и увеличение давления до 260 ГПа позволило наблюдать незначительное (около 20%) изменение электропроводности водорода, которое, как полагают исследователи из Майнца, является характерным для материалов с металлической кристаллической решеткой.
Все же, приведенные доводы не убеждают Артура Руоффа (Arthur Ruoff) из Корнельского Университета, который заявляет, что при переходе от комнатной температуры до 30 К у веществ с металлической проводимостью сопротивление должно меняться не на несколько десятков, а на несколько тысяч процентов.

Исследователь подозревает, что наблюдаемое изменение проводимости связано с протеканием химической реакции между водородом и материалом подложки, добавляя, что в обсуждении эксперимента Еремеца и Трояна еще есть много сорных моментов.
Уилльям Неллис (William Nellis) из Гарварда соглашается с Руоффом о спорном характере интерпретации полученных результатов, заявляя, что не получил ответ на вопрос о зависимости прозрачности и электропроводности материала использованной подложки от давления и температуры, также полагая, что эксперименты Еремеца и Трояна являются недостаточно убедительным доказательством металлизации водорода.

Михель Еремец (Mikhail Eremets) и Иван Троян (Ivan Troyan) из Химического Института Макса Планка города Майнц уверены, что они являются первыми, получившими первые достоверные свидетельства существования металлического водорода. Исследователи сжимали водород на подложке из модифицированного оксида алюминия, размещенной внутри алмазной ячейки-наковальни.

Исследователи смогли светопропускания системы при прохождении через нее лазерного излучения, также сопротивление между электродами, связанными с поверхностью алмаза. При комнатной температуре и давлении 220 ГПа было обнаружено, что водород в ячейке теряет прозрачность и становится электропроводным.

Источник: Nature Materials, 2011, DOI: 10.1038/nmat3175. Положение водорода в Периодической Системе позволяло предсказать, что в определенных условиях он может проявлять металлические свойства. (Рисунок: © Shutterstock).
Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: