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金属氢制取有多难?美国团队多年努力打水漂,我国科学家创奇迹!

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金属氢有多牛?

用氢气来造核弹,你敢想象吗?

这里肯定会有人说,那不就是氢弹吗?我国不是早就有了吗?非也,其实这里就存在一个误区,氢弹所用的是氢的同位素氘和氚,和氢气没有半毛钱关系。

氢气虽然可燃,但是照以往的经验来看,烧火做做饭还行,用来做核武器就太难为它了。然而,随着一种名叫金属氢的物质出现,氢气似乎真的可以用来充当核武器了。

当然了,在此之前,我们先来讲解一下,什么叫金属氢?

所谓的金属氢,就是将氢气压缩成固体或液体状态。在这种情况下,氢气分子就很容易分离成单个的原子。这些单体氢原子上的电子,和金属原子上的电子没啥区别。如此一来,氢气就变成了金属氢。

根据科学家的观测,像这种金属氢,一般只存在于大型行星或恒星的内核当中。因为只有那样的环境才能给氢气提供足够的压力,把氢气变成固态或液态。至于咱们地球这种环境,几乎无法正常取得金属氢。

当然了,假如人类可以通过一定的技术手段,来取得金属氢。那这种物质的应用范围,将其超乎想象的。

比如可以将其用作超导物质。科学家表示,氢气在高压条件下,会变成一种具有良好导电性的液体,其输电效率可以达到99.7%以上。在这种情况下,液态金属氢就有望变成常温超导体。

很多人可能不明白这意味着什么?要知道,如今的各大超导体,基本上都是属于低温环境下的产物。比如像汞这种物质,必须要在-269摄氏度的超低温液氮中,才能实现电阻为零。一旦将其从液氮中取出来,汞的超导效应就消失了。

可见,超导体都极度依赖环境。假如没有适合的环境,想要制造超导体,几乎比登天还难。

而金属氢则不用考虑这一点,毕竟它在常温环境下就能实现超导。如此一来,人类的超导纪元可能就会来临了。

到时候人们可以用金属氢来制造超导发电机。相比于普通发电机,超导发电机的质量可以减少90%,而输出功率则可以提高10倍以上。这就是超导金属氢的魅力所在。

金属氢

其实除了具有超导性以外,金属氢内部蕴含的能量,其实也挺充足。

根据科学家的分析,金属氢在燃烧时,可以释放相当于5倍航天燃料的效果。在这种情况下,金属氢燃料带来的推力,将会是液氢/液氧燃料的好几倍。

如果是普通的液氧火箭发动机,它的比冲也才400s左右。但如果换成金属氢的话,比冲可以达到1700s推力足足提升4倍以上,是不是很刺激?

一旦用金属氢来充当火箭燃料,说不定人类就能早日实现载人登月和载人登火星的梦想了。当然了,前提是火箭本身的材料得扛的住。否则的话,发射出去的火箭,分分钟就变导弹了。

说起导弹,这也就是金属氢目前主要的“就业方向”。尤其是固态金属氢,它里面蕴含的能量,几乎可以摧毁一切你想要摧毁的东西。

根据科学家的研究,同等质量的金属氢,它的爆炸威力是TNT炸药的30倍如果把一包1千克的金属氢扔出去,它基本上可以摧毁一个商业区。

现在知道金属氢的威力有多恐怖了吧?也正因如此,所以它也被科学家称为“人类目前已知威力最大的化学爆炸物”。

最关键的是,金属氢聚变时释放的能量,比铀核裂变释放的能量还要大。而且不是大一点点,而且大成千上万倍。像这么可怕的玩意儿,如果将其用来打造核武器,分分钟就能推平一座城市。

当然,抛开爆炸威力不谈,其实在如今的各行各业,都能应用金属氢。

由于金属氢具有普通金属的力学强度,所以工程师可以用刀具来切割加工金属氢。切成一定形状以后,工程师再在里面使用一些添加剂,就能把金属氢材料变得稳定又坚固了。

按照有关学者的分析,这种被切割塑形的金属氢材料,密度只有0.7克/立方厘米。也就是铝密度的1/3,铁密度的1/10。但它的强度,却达到了铁的2倍

由此可见,金属氢材料主打的就是一个低密度和高强度。如果将其运用到装甲车和战斗机中,不仅能加强防御力量,还能节省设备燃料,可谓是一举多得。

美国研究多年未果,中国一举搞定?

这时候可能很多人会问了,这个金属氢这么好,那怎样才能制取它呢?

按照科学家的说法,目前有两种压缩制取方式:首先就是动态压缩法。科学家通过一种强磁场,对氢气进行快速冲击压缩,这样就能把金属氢给压出来。

其次就是静态压缩法。这种方法是将氢气置于100-200万个大气压的环境中,让其慢慢承压,最后被压成金属态。反正无论是哪种方法,都得把氢气给压一压,这样才能让彻底蜕变成金属氢。

值得一提的是,早在2017年的时候,美国哈佛大学一团队,就声称自己制造出了金属氢。

该团队研究人员表示,他们用金刚石做压力容器,造出了一个495万个大气压的环境。这样强大的压力,几乎都超过地球中心的压力值了,可见这群研究人员确实是下了血本。

然而,还没等他们对金属氢进行功效检测,这块金属氢就没了。

根据研究人员的说法,当时他们把金属氢的样本保存在两块金刚石之间。2月22日这天,一位科学家用低功率激光器对它进行分析的时候,其中的一块金刚石突然就碎了。随着压力的泄露,金属氢也就分解了。

由此可见,金属氢这种奇珍异宝,确实很难留存下来,稍有不慎就会竹篮打水一场空。

当然了,尽管金属氢的制造条件极其苛刻,但我国依旧想出了生产金属氢的办法。

2019年,我国一科研团队表示,可以采用一种中空材料来包裹氢气。在这种情况下,只需163万个大气压,就能将金属氢给制取出来。

当然了,像这套方案,还只是停留在理论层面。至于最终结果是不是像科学家预料的那样,那就不得而知了。但金属氢如果真的被制造出来了,那它绝对是划时代一样的存在。

真到了那个时候,说不定人类社会又会发生一场能源和武器变革。届时像金属氢火箭、金属氢核弹、金属氢飞机等,纷纷闪亮登场。

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