მეტალის წყალბადი შეცვლის ტექნოლოგიის სახეს - სანამ არ აორთქლდება
XNUMX საუკუნის სამჭედლოებში არც ფოლადი და არც ტიტანი ან იშვიათი დედამიწის ელემენტების შენადნობები არ ყალბია. დღევანდელ ბრილიანტის კოჭებში, მეტალის ბზინვარებით, ბრწყინავდა ის, რაც ჩვენ დღემდე ვიცით, როგორც გაზების ყველაზე მიუწვდომელი...
წყალბადი პერიოდულ სისტემაში პირველ ჯგუფშია, რომელიც მოიცავს მხოლოდ ტუტე ლითონებს, ანუ ლითიუმს, ნატრიუმს, კალიუმს, რუბიდიუმს, ცეზიუმს და ფრანციუმს. გასაკვირი არ არის, რომ მეცნიერებს დიდი ხანია აინტერესებთ, აქვს თუ არა მას თავისი მეტალის ფორმა. 1935 წელს ევგენი ვიგნერმა და ჰილარდ ბელ ჰანტინგტონმა პირველებმა შემოგვთავაზეს პირობები, რომლითაც წყალბადი შეიძლება გახდეს მეტალიკი. 1996 წელს ამერიკელმა ფიზიკოსებმა უილიამ ნელისმა, არტურ მიტჩელმა და სამუელ უაირმა ლოურენს ლივერმორის ეროვნულ ლაბორატორიაში განაცხადეს, რომ წყალბადი შემთხვევით წარმოიქმნა მეტალის მდგომარეობაში გაზის იარაღის გამოყენებით. 2016 წლის ოქტომბერში, რანგა დიაზმა და ისააკ სილვერამ განაცხადეს, რომ მათ მიაღწიეს მეტალის წყალბადის მიღებას 495 გპა წნევის ქვეშ (დაახლოებით 5 × 10).6 ატმ) და 5,5 K ტემპერატურაზე ალმასის კამერაში. თუმცა, ექსპერიმენტი ავტორებს არ გაუმეორებიათ და დამოუკიდებლად არ დადასტურებულა. შედეგად, სამეცნიერო საზოგადოების ნაწილი ეჭვქვეშ აყენებს ჩამოყალიბებულ დასკვნებს.
არსებობს ვარაუდები, რომ მეტალის წყალბადი შეიძლება იყოს თხევადი სახით მაღალი გრავიტაციული წნევის ქვეშ. გიგანტური გაზის პლანეტების შიგნითიუპიტერისა და სატურნის მსგავსად.
მიმდინარე წლის იანვრის ბოლოს, პროფ. ისააკ სილვერი ჰარვარდის უნივერსიტეტიდან იტყობინება, რომ ლაბორატორიაში ლითონის წყალბადი იყო წარმოებული. მათ ნიმუშს 495 გპა წნევა დაუქვემდებარა ალმასის „კოჭებში“, რომლის მოლეკულები ქმნიან გაზს H.2 დაიშალა და წყალბადის ატომებისგან ლითონის სტრუქტურა ჩამოყალიბდა. ექსპერიმენტის ავტორების თქმით, მიღებული სტრუქტურა მეტასტაბილურირაც ნიშნავს, რომ ის რჩება მეტალის ექსტრემალური წნევის შეწყვეტის შემდეგაც.
გარდა ამისა, მეცნიერთა აზრით, მეტალის წყალბადი იქნება მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარი. 1968 წელს, კორნელის უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა ნილ ეშკროფმა იწინასწარმეტყველა, რომ წყალბადის მეტალის ფაზა შეიძლება იყოს ზეგამტარი, ანუ ატარებდეს ელექტროენერგიას სითბოს დაკარგვის გარეშე და 0°C-ზე მაღლა ტემპერატურაზე. მხოლოდ ეს დაზოგავს ელექტროენერგიის მესამედს, რომელიც დღეს იკარგება გადაცემაში და ყველა ელექტრონული მოწყობილობის გათბობის შედეგად.
ნორმალური წნევის ქვეშ აირის, თხევადი და მყარ მდგომარეობაში (წყალბადი კონდენსირდება 20 K-ზე და მყარდება 14 K-ზე), ეს ელემენტი არ ატარებს ელექტროენერგიას, რადგან წყალბადის ატომები გაერთიანებულია მოლეკულურ წყვილებად და ცვლის მათ ელექტრონებს. აქედან გამომდინარე, არ არის საკმარისი თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც ლითონებში ქმნიან გამტარ ზოლს და წარმოადგენენ დენის მატარებლებს. მხოლოდ წყალბადის ძლიერი შეკუმშვა ატომებს შორის ობლიგაციების განადგურების მიზნით, თეორიულად ათავისუფლებს ელექტრონებს და წყალბადს აქცევს ელექტროენერგიის გამტარებლად და ზეგამტარადაც კი.
ალმასებს შორის მეტალის ფორმაში შეკუმშული წყალბადი
წყალბადის ახალი ფორმაც შეიძლება იყოს სარაკეტო საწვავი განსაკუთრებული შესრულებით. "მეტალის წყალბადის წარმოქმნას დიდი ენერგია სჭირდება", - განმარტავს პროფესორი. ვერცხლი. როდესაც წყალბადის ეს ფორმა გარდაიქმნება მოლეკულურ გაზად, გამოიყოფა დიდი ენერგია, რაც მას კაცობრიობისთვის ცნობილ ყველაზე ძლიერ სარაკეტო ძრავად აქცევს.
ამ საწვავზე მომუშავე ძრავის სპეციფიკური იმპულსი იქნება 1700 წამი. ამჟამად წყალბადი და ჟანგბადი ჩვეულებრივ გამოიყენება და ასეთი ძრავების სპეციფიკური იმპულსი 450 წამია. მეცნიერის თქმით, ახალი საწვავი საშუალებას მისცემს ჩვენს კოსმოსურ ხომალდს ორბიტაზე უფრო დიდი დატვირთვის მქონე ერთსაფეხურიანი რაკეტით მიაღწიოს და მიაღწიოს სხვა პლანეტებს.
თავის მხრივ, მეტალის წყალბადის ზეგამტარი, რომელიც მუშაობს ოთახის ტემპერატურაზე, შესაძლებელს გახდის მაგნიტური ლევიტაციის გამოყენებით მაღალსიჩქარიანი სატრანსპორტო სისტემების აშენებას, გაზრდის ელექტრო მანქანების ეფექტურობას და მრავალი ელექტრონული მოწყობილობის ეფექტურობას. ასევე იქნება რევოლუცია ენერგიის შენახვის ბაზარზე. ვინაიდან ზეგამტარებს აქვთ ნულოვანი წინააღმდეგობა, შესაძლებელი იქნება ენერგიის შენახვა ელექტრულ სქემებში, სადაც ის ცირკულირებს მანამ, სანამ საჭირო იქნება.
ფრთხილად იყავით ამ ენთუზიაზმით
თუმცა, ეს ნათელი პერსპექტივები ბოლომდე არ არის ნათელი, რადგან მეცნიერებს ჯერ კიდევ არ აქვთ გადამოწმებული, რომ მეტალის წყალბადი სტაბილურია წნევისა და ტემპერატურის ნორმალურ პირობებში. სამეცნიერო საზოგადოების წარმომადგენლები, რომლებსაც მედია კომენტარისთვის მიმართა, სკეპტიკურად განწყობილნი არიან ან, საუკეთესო შემთხვევაში, თავშეკავებულნი არიან. ყველაზე გავრცელებული პოსტულატი ექსპერიმენტის გამეორებაა, რადგან ერთი სავარაუდო წარმატება არის... მხოლოდ სავარაუდო წარმატება.
ამ დროისთვის ლითონის პატარა ნაჭერი ჩანს მხოლოდ ზემოაღნიშნული ორი ბრილიანტის კოჭის მიღმა, რომლებიც გამოიყენებოდა თხევადი წყალბადის შეკუმშვისთვის გაყინვის დაბალ ტემპერატურაზე. არის პროგნოზი პროფ. ნამდვილად იმუშავებენ სილვერა და მისი კოლეგები? ვნახოთ უახლოეს მომავალში, როგორ აპირებენ ექსპერიმენტატორები წნევის თანდათან შემცირებას და ნიმუშის ტემპერატურის გაზრდას ამის გასარკვევად. და ამით ისინი იმედოვნებენ, რომ წყალბადი უბრალოდ… არ აორთქლდება.
