Coraz bliżej metalicznego wodoru

Coraz bliżej metalicznego wodoru

Dwoje naukowców z Niemiec są coraz bliżej otrzymania wodoru o właściwościach metalicznych.
Metaliczny wodór mógłby znaleźć zastosowanie jako nadprzewodnik oraz dzięki większej gęstości od normalnego wodoru jako bardzo wydajne paliwo rakietowe – donosi serwis internetowy rsc.org.

Od końca XIX w. wielu naukowców uważa, że skoro wodór leży w układzie pierwiastkowym nad pierwiastkami metalicznymi to w odpowiednich warunkach też powinien być metalem
Fizycy: Eugene Wigner i Hillard Bell Huntington stwierdzili w 1935 roku, że wodór staje się metalem pod wpływem wysokiego ciśnienia rzędu 25 GPa, jednak przeprowadzone w późniejszych latach eksperymenty nie potwierdziły ich przewidywań. W 1996 eksperymenty przy ciśnieniu 100 GPa i temperaturach zbliżonych do zera absolutnego (-275 st. C) wykazały ślady przejścia wodoru w stan metaliczny, jednak na podstawie tego nie da się z całą pewnością stwierdzić, że otrzymano metaliczny wodór.

Mikhail Eremets i Ivan Troyan Instytut Chemii Maxa-Plancka w Moguncji twierdzą, że są pierwszymi naukowcami w historii, którzy mają dowody na istnienie metalicznego wodoru. Eksperyment jaki przeprowadzili polegał na skompresowaniu wodoru wewnątrz uszczelki zbudowanej z żywicy epoksydowej i tlenku glinu, umieszczonej w kowadełku diamentowym. Następnie mierzyli przepuszczalność światła lasera skierowanego poprzez diament do wnętrza uszczelki oraz opór elektryczny za pomocą elektrod przyłożonych do powierzchni diamentów.

W temperaturze pokojowe przy ciśnieniu 220 GPa wodór stał się nieprzezroczysty i przewodził prąd elektryczny. Gdy obniżano temperaturę do 30 K przy ciśnieniu powyżej 260 GPa początkowo opór elektryczny wzrósł o 20 proc a następnie nie zmieniał się wraz z obniżaniem temperatury. Jak twierdzą Eremets i Troyan praktycznie niezależny od temperatury opór elektryczny świadczy o metalicznych właściwościach wodoru. Niestety Arthur Ruoff, materiałoznawca z Cornell University w Nowym Jorku, który również prowadzi badania nad otrzymaniem metalicznego wodoru, gdyby naukowcy z Moguncji faktycznie otrzymali metaliczny wodór opór elektryczny powinie wzrosnąć przy niskich temperaturach nie o 20 a 4000 proc. Ruoff twierdzi, że być może wodór reaguje z tlenkiem glinu, z którego zbudowana jest uszczelka co wpływa na mierzony opór elektryczny. Oznacza to, że konieczne są jeszcze kolejne eksperymenty, które przybliżą nas do wodoru o niezwykłych właściwościach.

(pj)