金属氢作为将来的一种高密度、高储能质料，一直是人类求之不得的能量物质。90多年来，人们一直在试图制造出以金属形态存在的氢气，并为此支付不懈尽力，但不变的金属氢样品始终没能获得。 从理论上来看，

金属氢作为将来的一种高密度、高储能质料，一直是人类求之不得的能量物质。90多年来，人们一直在试图制造出以金属形态存在的氢气，并为此支付不懈尽力，但不变的金属氢样品始终没能获得。

从理论上来看，在超高压下获得金属氢是大概的。一旦空想成真，将给世界科技带来革命性变革。不外，要真正获得金属氢样品，尚有待科学家们进一步研究。

最诱人机能 传说具有室温超导本领

早在1935年，英国物理学家就预言，在必然的高压下，任何绝缘体都能酿成导电的金属，差异质料转酿成导电金属所需的压力差异。

金属氢指的是液态或固态氢在超高压下酿成的导电体，由于导电是金属的特性，故称为“金属氢”。乐成发生金属氢，不只意味着人类找到了一种全新的高密度、高储能质料，并且大概会使科学技能产生革命性变革。

这一发明的意义如此庞大，以至于世界上多个研究小组都曾宣称本身乐成得到了金属氢，但他们的竞争敌手却又对此暗示高度猜疑。

这种普通元素的“金属版”为何如此受重视？金属氢研究的建议者罗列了一些例子。好比，金属氢转化为氢分子时，会释放出大量热能，它大概成为一种打破性的火箭燃料。又如，听说像木星这样的气体巨星的焦点就是由金属氢这类物质构成的，因此有行星科学家认为，假如我们能在尝试室里乐成制造出金属氢，也许就能更好地相识这些行星是如何形成的。不外，金属氢最吸引人的机能是传说中的室温超导本领——它答允电流在不损失任何能量的环境下活动。

澳大利亚的海伦·梅纳德·凯斯利说，基于所有这些原因，一项尝试假如乐成发生了金属氢，那将是惊动科学界的大事件，“我想金属氢的研究者都但愿能得到诺贝尔奖”。

把氢压成金属 遭受比地核更高压力

尽量潜力诱人，但要制造出金属氢，其进程艰巨而曲折。

先说说氢的奇特特性。氢是宇宙中最富厚的元素，但同时也是宇宙中最简朴的元素。由一个单电子构成的氢，与锂、钠、钾这类碱性金属一同位于元素周期表的第一列，锂、钠、钾这三种元素都以固体形式存在于地球上，且可以或许导电。而氢凡是以气体形式存在，要想把它酿成一种金属，必需让每个氢原子核都细密地团结在一起，使它们的电子变得“不受位置限制”，也就是说，让它们可以在原子周围自由移动，从而发生导电本领。

最早认识到这种转变大概性的是物理学家尤金·维格纳和希尔拉德·贝尔·亨廷顿，他们早在1935年就作出预测，要让氢像它在元素周期表中的邻人表示得一样，要害是压力——超大的压力。

在极大的压力下，氢分子间的间隔将变得很近很近，迫使原来环绕原子核举动的电子酿成穿梭在整个高压态氢块中的自由电子。这样的氢块将表示出金属的性质——固态、坚固、有颜色和具有导电性，这种氢布局遭称为“金属氢”。

要做到这一点，需要近400千兆帕斯卡（GPa）的压力，即大气压的400万倍，相当于一枚小小针头上要遭受一架大型喷气式飞机的重量。至少在尝试室里实现这样大的压力是很有挑战性的。“事实上，施加高出100GPa的压力，就很少人可以或许做到。”凯斯利说。

科学家正在为制造金属氢需要的超大压力支付不懈尽力。最早靠近这个压力的时间是1998年。一个由美国纽约康奈尔大学和马里兰大学的工程师构成的团队，在遭称为“金刚石铁砧”的质料上为氢样品施压。

“金刚石铁砧”实际上是一对超锐利的金刚石，它的尖端十分细小，约莫只有头发丝直径的四分之一。固然很小，但研究人员可在这些尖端之间捕捉一些氢分子。接下来，他们设法将两个金刚石铁砧推挤到一起，挤压它们中间的这些氢分子。最终，在弄坏了15对金刚石铁砧后，研究人员终于设法将尖头之间的压力调至342GPa——这个数值已靠近地核内部。从理论上来说，这个压力应该足以让氢金属化，但氢分子仍然无动于衷。

四年后，法国原子能委员会（CEA）的保罗·劳拜尔率领的研究小组认为，这样的功效本在料想之中。估算氢发生金属性的压力值，是按照氢原子中可操作电子的两种截然差异能态之间的“间隙”来举办丈量的——压力增加，间隙会缩小，从而改变电子接收光或发射光的方法。在间隙即将闭合、质料酿成金属之前，氢的电子会接收光，但不发射光，这就导致质料变得越来越不透明。然而，一旦间隙完全闭合，电子可以或许以自由举动的导电体的形式存在时，它们将从头发射接收的光能，，使质料具有高度的反射性。

按照调查揣度，劳拜尔和同事们认为，让氢转变为金属态需要约莫450GPa的压力。

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