Proizveden metalni vodik u laboratoriju?

Ovih dana znanstvenici s Harvarda, Isaac Silvera i Rango Dias, su objavili kako su proizveli metalni vodik u laboratoriju.

Saturn ne prestaje iznenađivati znanstvenike...
Članak
0Komentari
Broj otvaranja888

Mogućnost postojanja metalnog vodika pretpostavljena je u prvoj polovici 20. stoljeća. Proučavajući svojstva tvari u degeneriranom obliku Eugene Wigner i Hillard Bell Huntington su predvidjeli njegovo postojanje 1935. godine. Smatrali su da se vodiku, ako se stavi pod dovoljno veliki pritisak, 25 GPa (250 000 atmosfera) može razbiti njegova kristalna rešetka i postići da se ponaša kao metal. Pri tolikim pritiscima molekula vodika bi se zdrobila, što bi za posljedicu imalo zbijene protone i delokalizirane elektrone, drugim riječima pokazivao bi svojstva metala. Za ovakav ekstremni oblik vodika se do sada pretpostavljalo da postoji samo u plinovitim divovima, gdje se u unutrašnjosti mogu razviti dovoljno veliki tlakovi za nastanak metalnog vodika.


Mikroskopske snimke za koje znanstvenici vjeruju kako pokazuju metalni vodik. © Ljubaznošću: Isaac Silvera
Ovih dana znanstvenici s Harvarda, Isaac Silvera i Rango Dias, su objavili kako su proizveli metalni vodik u laboratoriju. Za svoj pokus uzeli su sintetske dijamante i ispolirali ih tako da su posebnom tehnikom jetkanja skinuli 5 mikronski sloj s površine kako bi se uklonile sve nepravilnosti. Potom su površinu dijamanata presvukli s tankim slojem aluminija, kako bi spriječili da se vodik utisne u strukturu dijamanta. Tako pripremljeni dijamanti poslužili su kao kliješta u koja je stavljen vodik i podvrgnut pritisku od 495 GPa. Po završetku pokusa uočili su materijal metalnog sjaja između dijamantnih kliješta te zaključili kako su uspjeli proizvesti metalni vodik.

Međutim ne dijele svi njihovo oduševljenje. Mnogi su znanstvenici skeptični prema pokusu ukazujući da je metalno sjaj mogao potjecati i od tanke presvlake aluminijevog oksida, koji bi mogao sjajiti pri tolikim pritiscima. Zamjerke se također odnose na primijenjeni tlak. Naime tijekom provođenja pokusa nije precizno konstantno mjeren primijenjeni tlak pa se ne može sa stopostotnom sigurnošću tvrditi da su uistinu postigli tlak za koji tvrde da jesu te na koliko vremena. Stoga postoji mogućnost lažno pozitivnog rezultata.

Najveća je zamjerka što Silvera i Dias navodno dobiveni metalni vodik još uvijek nisu izvukli iz dijamantnih kliješta, kako bi ga se moglo detaljno analizirati. Problem je što nije poznato je li metalni vodik stabilan pri normalnim uvjetima. Ono što zabrinjava Silveru i Diasa je da se metalni vodik ne vrati u svoje uobičajeno stanje nakon popuštanja pritiska, što bi bilo vrlo nezgodno. Prema teoretskim predviđanjima, metalni vodik bi trebao biti meta-stabilan. Primjer metastabilnosti je dijamant. Kada grafit izložimo dovoljnom pritisku i temperaturi, postaje dijamant te ostaje dijamant i nakon što se pritisak i temperatura uklone. Kroz dovoljno dugo vremena dijamant bi se vratio u grafit, ali je proces toliko spor da je nezamjetljiv za vrijeme trajanja ljudskog života. Hoće li se  metalni vodik ponašati na isti način, tj. biti metastabilan sukladno teoretskim predviđanjima, ostaje za vidjeti.

Metalni vodik je teoretski oblik tog plina za koji se pretpostavlja kako postoji u jezgrama planeta plinovitih divova.
© Ljubaznošću: NASA
Metalni vodik nazivaju svetim Gralom fizike visokih tlakova. Prema predviđanjima Neila Ashcrofta iz 1968., metalni vodik bi trebao biti supravodljiv na sobnoj temperaturi (290° K ili 17° C). Drugim riječima provodi elektricitet bez otpora (danas se u vodičima i do 15% energije gubi zbog pojave otpora). Zbog toga bi mogao izazvati pravu revoluciju u našim svakodnevnim životima.. Učinio bi brze vlakove na principu magnetske levitacije široko dostupnim, poboljšao svojstva električnih automobila te mnogih elektroničkih uređaja. Revolucija bi se dogodila i u proizvodnji i pohrani energije. S obzirom na nedostatak otpora, električnu energiju bi se moglo pohranjivati u supravodljive zavojnice te koristiti po potrebi.

Uz to u metalnom vodiku je pohranjena ogromna količina energije, ekvivalent onoj potrebnoj da se proizvede. Specifični impuls danas najjačih raketnih goriva je oko 450 sekundi, dok bi jednaka količina metalnog vodika teoretski davala impuls od 1700 sekundi. To bi izazvalo pravu revoluciju u raketnoj znanosti. Otvorio bi se put učinkovitim međuplanetarnim letjelicama i lakšem i bržem istraživanju vanjskih planeta Sunčevog sustava te bi se u orbitu mogli podizati znatno teži tereti.


O Zvjezdoznancima

Zvjezdoznanci su radio emisija o astronomiji i srodnim znanostima koje se emitira svakog ponedjeljka u 19 h na Radio Studentu (100.5MHz). Emisiju uređuju Marko Šimac i Vedran Vrhovac, a vode ju zajedno s Markom Ragužom.

Urednici su članovi astronomskog društva Beskraj iz Zagreba, dugogodišnji zaljubljenici u astronomiju i znanost općenito. Za sve komentare, prijedloge ili pitanja možete im se obratiti na e-mail adresu zvjezdoznanci(a)gmail.com ili putem Facebook profila Zvjezdoznanci.

Svaka vaša ideja, sugestija ili kritika nam mogu samo pomoći kako bi naše djelovanje bilo još kvalitetnije.

Posjetite YouTube kanal Zvjezdoznanaca!


Bez komentara
Želiš komentirati? Klikni!