В мире химии

Сверхпроводимость при юпитерианском давлении

29 декабря 2015

Водород является наиболее распространенным элементом во Вселенной, из него в основном состоят Солнце и газовые планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн. В последние годы свойства водорода стали интенсивным предметом изучения не только для космохимиков, но и для специалистов по материаловедению – эти исследования важны в рамках разработки концепции водородной энергетики.

Тем не менее, высокая способность водорода к диффузии и его высокая реакционная способность осложняет его стабилизацию при высоких или даже относительно высоких температурах. Для экспериментов с водородом требуются установки для создания высокого давления.



Рисунок из Scientific Reports, 2015; 5: 16560

Группа исследователей из Университета Осака и Токийского технологического института смогла разработать технологию, позволяющую стабилизировать водород при высокой температура и высоком давлении и не допускающую его взаимодействия с материалом реактора.

Кацуя Симузу (Katsuya Shimizu) из Университета Осаки и Кенджи Охта (Kenji Ohta) из Токийского технологического Института совместно с Японским исследовательским институтом синхротронного излучения изучили фазовые трансформации горячего плотного жидкого водорода с помощью статических экспериментов, включающих в себя создание высокого давления за счет нагревания материала лазером на алмазном прессе [diamond anvil cell (DAC)]. Результаты продемонстрировали, что аномалии в эффективности нагрева, вероятно, можно отнести к фазовым переходам от двухатомного к одноатомному жидкому водороду (плазменный фазовый переход) в интервале давлений от 82 до 106 ГПа. Полученные данные позволяют более точно ограничить условия, в которых проходят границы фазовых переходов водородной плазмы и позволяет говорить о том, что критическая точка перехода находится в области более жестких условий, чем предполагалось на основе теоретического моделирования.

Наблюдавшийся плазменный фазовый переход нагретого до высокой температуры и сверхплотного жидкого водорода может относиться к переходу изолятор-металлический проводник, полученные результаты могут привести к более эффективному пониманию особенностей внутренней структуры и формирования магнитного поля планет-гигантов, главным образом, состоящим из водорода, как, например, Сатурн и Юпитер.

Также есть определенные надежды на то, что более детальное выяснение взаимосвязи между температурой, давлением водорода и его фазовым состоянием может привести к синтезу твердого металлического водорода, в котором, как ожидается, переход к сверхпроводимости может реализоваться при относительно высокой температуре или даже комнатной температуре.

Источник: Scientific Reports, 2015; 5: 16560 DOI: 10.1038/srep16560

метки статьи: водородная энергетика, физическая химия

В мире химии

Другие новости

22 ноября 2016 Органический дайджест 168

В этом выпуске дайджеста: теоретики предсказывают возможность существования соединений гелия; в денатурированных формах двух белков обнаружены узлы; олигомерные «привязи» для композитных материалов полимер-нанотрубки; ионные жидкости для доставки лекарств и аминопиридопиразинон...


2 октября 2011 Дело о спутанных полимерных нитях

Исследователи смогли найти решение одной из наиболее давних проблем переработки полимеров – они разработали математическую модель, позволяющую предсказать характер течения расплавленных полимеров, содержащих сложную смесь разветвленных молекул с различной молекулярной массой и различной формой.


3 декабря 2013 Немецкий концерн «Bayer Material Science» запустил опытное производство полиолов из углекислого газа

Накануне известный немецкий концерн «Bayer Material Science» (BMS) открыл новый опытный завод, который предназначен для испытания на практике технологии превращения СО2 в полиолы для производства полиуретанов. Новое предприятие производит полиэстровые поликарбонатные полиолы (ППП) из СО2, ...