Prenumeratoriai žino daugiau. Prenumerata vos nuo 1,00 Eur!
Išbandyti

Mokslininkai bando paversti vandenilį metalu: tai tas pats, kas rasti šventąjį Gralį

Prieš 40 metų sukurta teorija pasitvirtino praktikoje, o paprasčiausia medžiaga, iš vieno protono ir vieno neutrono pateikia vis naujų staigmenų.
Vandenilio atomas
Vandenilio atomas / Technologijos.lt nuotr.

Mokslininkai ne vieną dešimtmetį stengiasi paversti vandenilį metalu. Metalo būsenos vandenilis – šventasis medžiagų mokslo gralis, nes jis galėtų būti naudojamas superlaidininkams, medžiagoms, kuriose elektronų srautas nepatiria jokio pasipriešinimo, tad elektros perdavimo efektyvumas padidėja daug kartų. Mokslininkai, vadovaujami Viktoro StruzhkinoCarnegie Science, sujungę vandenilį su natriu, eksperimentiškai sukūrė naują medžiagų klasę, galinčią pakeisti supratimą apie superlaidumą ir panaudotą vandenilio saugojimui. Tyrimas publikuotas „Nature Communications“.

Duck Young Kim iliustr./Centre, pavaizduota žalia, yra nauja, trijų vandenilio atomų „grandinėlė“. Ją supa keletas „normalių“, dviatomių vandenilio molekulių, irgi žalių. Naujoji grandininė konfigūracija aptikta naujoje medžiagoje NaH7, kuri buvo sukurta aukštoje temperatūroje ir slėgyje. Naujoji medžiaga galėtų pakeisti s
Duck Young Kim iliustr./Centre, pavaizduota žalia, yra nauja, trijų vandenilio atomų „grandinėlė“. Ją supa keletas „normalių“, dviatomių vandenilio molekulių, irgi žalių. Naujoji grandininė konfigūracija aptikta naujoje medžiagoje NaH7, kuri buvo sukurta aukštoje temperatūroje ir slėgyje.

„Iššūkis – temperatūra“, – paaiškino Struzhkinas. – Iki šiol sukurti superlaidininkai veikia tik nepraktiškai žemoje temperatūroje. Pastaraisiais metais pasigirdo spėjimai, kad kelių vandenilio atomų kompleksai su šarminiais metalais galėtų egzistuoti praktiškesnėje temperatūroje. Manoma, kad jie turi unikalias savybes naudingas superlaidumui.“

Mokslininkai ne vieną dešimtmetį stengiasi paversti vandenilį metalu.

Dabar spėjimai pasitvirtino. Struzhkino komandoje buvo ir Carnegie Science tyrėjai Duck Young Kim, Elissaios Stavrou, Takaki Muramatsu, Ho-Kwang Mao, ir Alexander Goncharov, drauge su tyrėjais iš kitų institucijų.

Komanda eksperimentus vykdė, vadovaudamiesi teorija ir bandinius matavo metodais, atskleidžiančiais tiek atominę struktūrą (rentgeno spindulių difrakcija), tiek ir metodu, atpažįstančiu molekules pagal tokias charakteristikas, kaip jų vibravimas ir sukimasis (Ramano spektroskopiją). Teoriškai, suslėgta natrio/vandenilio medžiaga būtų stabili, turi metalines savybes ir unikalią struktūrą, ir yra superlaidus.

Ši nauja medžiagų klasė atveria visai naują galimybių pasaulį.

Komanda atliko aukšto slėgio ir temperatūros eksperimentus. Tokiose ekstremaliose gali pasikeisti medžiagos struktūra ir ji įgauna naujas savybes. Jie suspaudė vandenilio ir natrio pavyzdžius deimanto priekalu, tuo pat metu kaitindami juos lazeriu. 300 000 – 400 000 atmosferų slėgyje (30-40 gigapaskalių, GPa) ir maždaug 2000 K temperatūroje jie pirmą kartą aptiko „polihidridų“ struktūras, natrio su 3 vandenilio atomais (NaH3) ir NaH7 – natrio su septyniais vandenilio atomais – labai neįprastas konfigūracijas. Trys neigiamo krūvio vandenilio atomai NaH7 medžiagoje išsirikiavo ir atrodė kaip vieno matmens vandenilio grandinės, kurios yra nauja fazė, visiškai kitokia, nei grynas vandenilis.

„Tokios konfigūracijos egzistavimas numatytas dar 1972 metais, daugiau, nei prieš 40 metų“ - pabrėžė Duck Young Kim. - Pasirodo, mūsų eksperimentai visiškai sutampa su teorija, kuri numatė NaH3 egzistavimą. O kaip bonusą gavome galimybę užfiksuoti komponentą iš septynių vandenilio atomų.“

Struzhkinas apibendrino, kad „dar laukia daug darbo, kad būtų galima patikrinti, ar šios klasės medžiagas galima gauti žemesnėje temperatūroje ir slėgyje. Bet ši nauja medžiagų klasė atveria visai naują galimybių pasaulį“.

Pranešti klaidą

Sėkmingai išsiųsta

Dėkojame už praneštą klaidą
Reklama
Netikėtai didelis gyventojų susidomėjimas naujomis, efektyviomis šildymo priemonėmis ir dotacijomis
Reklama
85 proc. gėdijasi nešioti klausos aparatus: sprendimai, kaip įveikti šią stigmą
Reklama
Trys „Spiečiai“ – trys regioninių verslų sėkmės istorijos: verslo plėtrą paskatino bendradarbystės centro programos
Reklama
Beveik trečdalis kauniečių planuoja įsigyti būstą: kas svarbiausia renkantis namus?