A hidrogén nyomáson hihetetlen tulajdonságokkal rendelkezik
2013.02.07. 22:29
A legkönnyebb elem 2,7 megabar nyomáson vezeti az áramot és lehetséges, hogy kvantumfolyadékká válik.
Szokványosan egy hidrogénmolekulában és egy fémben annyi a közös, mint egy zacskó konfettiben és egy könyvben. A hidrogént fémes vezetővé tenni legalább olyan nehéz, mint a papír fecniket nyomtatott könyvvé összeállítani. De pontosan ez sikerült most a Max Planck Intézet kutatóinak. A hidrogént 25 Celsius fokos hőmérsékleten nagy nyomás alá helyezték és az elem egy eddig ismeretlen állapotát fedezték fel: a 2,2 megabarnál nagyobb nyomáson a hidrogén úgy viselkedik, mint egy félvezető. Körülbelül 2,7 megabartól az elem fémes tulajdonságokat vesz fel, mindezt lényegesen kisebb nyomáson, mint ahogyan azt az elméleti kutatások előre jelezték. A megfigyelések új tulajdonságokkal rendelkező anyagok nyomára vezethetnek.
A fémes hidrogén a legtöbb vegyészmérnök számára aligha ismert. Viszont a hidrogén a fémekkel kémiailag nagyon is rokon, mivel ugyanabba a főcsoportba tartozik, mint az alkálifémek, bár legtöbbször nem sorolják közéjük. A Földön a hidrogén normálisan csak kétatomos molekulák formájában van jelen, azaz nem fémes. A világűrben azonban ez egészen másként festhet, pl. a Jupiter belsejében fémként lehet jelen. Ezt sejtik az asztrofizikusok és erre vezetik vissza a bolygó erős mágneses mezejét.
„A hidrogén Jupiterben elképzelhető különleges tulajdonságai adták az egyik ötletet a kísérleteinkhez” – mondta Mikhail Eremets, aki Ivan Troyannal a Max Planck Intézem mainzi kémiai laboratóriumában sikerrel kényszerítette a hidrogént fémes formába. Az elemet extrém nagy nyomásnak tették ki, mint amilyen a bolygók és csillagok belsejében uralkodhat. Ezt úgy sikerült elérni, hogy némi hidrogént töltöttek két gyémántból készült miniatűr üllő közé, amelyeket fokozatosan összepréseltek. Az elemet Raman-spektrométerrel figyelték meg, ami a fény szóródásából információkat szolgáltatott nekik a hidrogénmolekulák térbeli elrendeződéséről.
Mikhail Eremets (balra) és Ivan Troyan a kísérleti berendezéssel (© MPI für Chemie)
230000 bar nyomáson a hidrogén egy merev testté szilárdult meg, a molekulái azonban megmaradtak. Amint elérték a 2,2 megabart, a spektrumok segítségével azt jegyezhették fel a kutatók, hogy az elem struktúrája megváltozott. Egy időben a hidrogén félvezetővé vált, amit a vezetőképesség mérésével sikerült megállapítani. „Ez a félvezető állapot eddig ismeretlen volt” – mondta Eremets.
Ajánlott bejegyzések:
A bejegyzés trackback címe:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.