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金属氢比N2更高能,但此缺点让美国只能叹息,中国将启高能时代  

2017-02-04 19:42:28|  分类: 科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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原创 宇宙万能镜 2017-01-30 20:06

中国农历新年伊始,中美科学家几乎同时在高能材料上同时取得了历史性的突破。堪称是科学界最好的“新年礼物”了。

先说美国,老美哈佛大学科学家艾萨克?席尔维拉和朗加?迪亚斯近日在《科学》杂志上发布了获取金属氢的相关报告,宣布成功制取金属氢。

金属氢比N2更高能,但此缺点让美国只能叹息,中国将启高能时代

此前,人们只在理论中推测木星和土星数千公里深的液态氢海洋之下有金属氢的地壳存在,想想木星和土星上那么大的压力还会有金属氢存在,就可以知道金属氢是多么难被制造出来了。据说这两位哈佛科学家是利用金刚石对顶砧容器技术(DAC)在495GPa(495万个大气压)下获得了金属氢,但具体成果还需要接受同行的检验。

金属氢比N2更高能,但此缺点让美国只能叹息,中国将启高能时代

我们只知道氢气的存在,氢也可以成为金属吗?是的,在特定的条件下,氢也可以具有金属的性质,我们听说过气态巨行星的大气层下面有液态氢的海洋,也已经能制造液态氢,但金属氢一直是理论预言中的物质。

根据理论推测,氢原子在高压状态下会呈现金属电性结合的金属氢物质,这是一种高等含能物,能量密度高达218kJ/g,是TNT炸药(4.65kJ/g)的约50倍,是综合性能最好的奥托金HMX炸药(5.53kJ/g)的约40倍。因此无论在高能炸药,火箭燃料,高温超导体领域都有广阔的应用前景。

再说说我们中国人研究出来的高能材料,南京理工大学化工学院胡炳成教授团队首次成功合成全氮阴离子盐,看到这个名字可能大多数人都不熟悉,但是要说到科幻电影里面威力堪比核武器而没有核污染的“N2爆弹”你可能就熟悉了,比如在电影《日本沉没》中,日本人最后就是用这种炸弹破坏了地壳,阻止了日本列岛的沉没,由此也可想而知,它的能量都有多么巨大了。

和金属氢一样,全氮阴离子在爆炸时的能量十分惊人,但相比较而言,全氮阴离子在数据上略微弱于金属氢,但属于同一个级别的高能材料,基本上差别不大,两者都是具备高密度、高能量的新型含能材料,但全氮阴离子的爆轰产物更加的清洁无污染(爆炸产物为氮气,无污染),并且稳定安全易操作特点,其制造生产和存放相比金属氢都有无与伦比的方便性。因此科学家们认为,全氮类物质的相关研究将直接推动超高含能材料的快速进步,相关材料的研制成功有望在炸药、发射药和推进剂领域产生惊人的发展。

这次中美两国科学家同时发现不同的高能材料,虽然金属氢的能量可能会高一点点,但是金属氢的制造生产存放使用等方面却有诸多的难题,因为金属氢虽然是一种超高含能物质,但却需要把氢气加压到近500万大气压才能成为金属氢,那么用什么样的装置才能大量地把氢气压缩制造成金属氢呢?又有什么样的装置能装下这种500万大气压的危险物品呢!这都是极大的难题,所以金属氢在具体的爆炸物实际应用上难度很高。所以美国科学家的此次试验也是真正能在实验室条件下制取金属氢,离真正工业化还有相当长距离,可以说只不过是万里长征迈开了第一步。

金属氢比N2更高能,但此缺点让美国只能叹息,中国将启高能时代

但是我们中国人制造的全氮阴离子就不一样了,据说制做这种高能材料所需要的原料并不昂贵,相反它们还都很便宜,这说明这种高能材料将能很快大量生产并普及应用,这一点上金属氢是无论如何做不到的。所以虽然美国人发现并制造出了金属氢,但是离能实际应用还有十万八千里,而我们中国人发现的全氮阴离子相对这个容易操作的多,很可能将以极快的速度达到大量生产的目的,而且由于这种高能材料的环保性,它几乎在社会生产的各个方面都将代替TNT等炸药以及火箭导弹的燃料来使用。

所以,随着我国全氮阴离子这种高能材料的大规模生产,我们中国人将自千年前火药发明以来又开启一个新的高能材料时代,我们在社会生产生活中也将发现很多种事物都被这种高能材料加快了。

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