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中国科学家提出制备常温超导体“金属氢”新方法

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发表于 2019-4-4 21:35:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
金属氢是一种室温超导体,它将甩掉背在超导技术"身上"的低温"包袱"。超导材料是没有电阻的优良导体,但已研制成功的超导材料的超导转变温度多在零下250℃左右,这样的低温工作条件,严重地限制了超导体的应用。金属氢是理想的室温超导体,因此,可以大显身手。
中国科学家提出制备常温超导体“金属氢”新方法
掌握气态、液态、固态的制备方法后,如何制备“金属氢”是科学界正努力攻关的难题。近期,山东大学赵明文教授团队提出利用碳纳米管高机械强度的特点,在碳纳米管中以相对“较低”的压力制备与保护准一维“金属氢”,并由此发展出相应的理论模型。这项理论成果日前被国际学术期刊《纳米快报》发表。
山东大学赵明文教授团队表示,由于碳纳米管具有高机械强度的特点,在其内可以形成超高密度的准一维“金属氢”。作为容器的碳纳米管,不仅可以保护稍纵即逝的“金属氢”,并能有效降低实现氢金属化的临界压力,在相对“较低”的压力下实现氢的金属化和超导特性。
科研团队介绍,基于量子力学第一性原理的分子动力学模拟显示,束缚于碳纳米管的准一维氢在163.5GPa(即163.5万倍大气压)下可以变为金属态,其超导的临界温度也接近室温。研究人员在埃利亚西伯超导理论的基础上,已发展出相应的理论模型,成功解释了准一维“金属氢”的超导特性。
物理学家尤金·维格纳与希拉德·亨廷顿1935年曾预言,“金属氢”存在于超高压强条件下。随后,制备“金属氢”成为各国科学家竞相攻关的目标,甚至被称作高压物理学的“圣杯”。根据理论模型推算,在450万倍大气压下,“金属氢”具有接近室温的超导特性。
超高的压力条件,却令实验论证步履维艰。因此,如何在相对“较低”的压力下获得“金属氢”,成为目前重要研究方向。此次,中国科学家取得的理论成果,将为实验制备和研究常温超导体“金属氢”提供新方案。
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