Мысль о создании металлического водорода преследует ученых, как в прошлом получение золота из ртути алхимиков. Сверхпроводник из химического элемента, состоящего из протона и электрона, открывает перед человечеством новые перспективы и дает возможность подняться на небывалый технологический уровень.
Водород и металлы
Казалось бы, что может быть общего между металлами и газообразным водородом? Однако сходство есть – водород способен, как и металлы отдавать валентный электрон и приобретать положительный заряд. Однако существует и принципиальное отличие – атомы водорода не способны объединяться в упорядоченную кристаллическую решетку, как это происходит у металлов. Ученым пришла в голову мысль, а что если изменить условия так, чтобы у водорода появились свойства, присущие металлам.
Применение металлического водорода
В случае получения металлического водорода у человечества появляется сверхпроводник, который не утрачивает своих свойств при высоких температурах. Проводник с нулевым сопротивлением – это сохранение колоссального количества электроэнергии в мировом масштабе.
Современные аккумуляторы блекнут при сравнении с водородными накопителями энергии. С их помощью, например, можно было бы создать левитирующие автомобили.
Металлический водород позволил бы решить проблему для топлива для космических полетов между планетами и за пределы Солнечной системы. Эффективность его могла бы сравниться разве что с антивеществом. В природе водород – один из самых распространенных химических элементов, поэтому использование его в металлическом состоянии в качестве альтернативного топлива решило бы множество проблем, в том числе и экологических.
Хронология исследований
1925 год. Английский физик Джон Бернал выдвинул впервые гипотезу о металлическом водороде.
1935 год. Американский физик Юджин Вигнер и доктор Хиллард Белл дали обоснование теории, что при определенных условиях водород может переходить в состояние металла и обладать сверхпроводимостью.
1968 год. Профессор Нейл Эшкрофт из Корнеллского университета (США) выдвинул теорию о том, что металлический водород будет обладать сверхпроводящими свойствами при комнатной температуре.
2017 год. Исаак Сильвера из Гарвардского университета и его аспирант Ранга Диас, как сообщает издание Science, получили металлический водород путем сжатия между двух алмазов под воздействием очень большого давления.
2019 год. Ученые Корнеллского университета (информация появилась на портале arXiv.org) выделили предполагаемый металлический водород при воздействии на него высокого давления в условиях низких температур.
2020 год. Французские ученые, согласно информации онлайн-издание Nature, нашли доказательства фазового перехода водорода в металл. При этом использовалась алмазная наковальня и давление в 425 ГПа. Луч инфракрасного света был пропущен через зажатый в ячейке водород, который блокировал инфракрасный и видимый свет, что говорит о переходе водорода в металл.
Открытия последних лет комментирует Артем Оганов, профессор Сколтеха, МФТИ, Университета Штата Нью-Йорк:
“Идут споры о том, сохранит ли водород металлические свойства при снятии давления. Думаю, что шансы тут минимальные. Какие-то материалы, например, алмазы, сохраняются при снятии давления. А какие-то переходят в другие состояния. И с водородом может такое случиться. Потому, увы, я сомневаюсь насчет практического применения этого крайне любопытного материала.”
