[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
[HÓA HỌC VUI] Hydrogen kim loại ?
Dù nằm ở nhóm IA của bảng tuần hoàn, chưa bao giờ có bằng chứng cho thấy hydro là kim loại. Dẫu vậy, vị trí đặc biệt của nguyên tố này luôn làm dấy lên 1 câu hỏi: Liệu thật sự có tồn tại hydro kim loại không? Câu trả lời, khá bất ngờ, là CÓ.
Hydro kim loại là 1 pha vật chất đặc biệt của nguyên tố hydro, hoạt động như 1 chất dẫn điện. Dạng vật chất này được tiên đoán vào năm 1935 trên lý thuyết bởi Eugene Wigner và Hillard Bell Huntington. Theo các nhà khoa học, dưới áp suất vô cùng lớn, khoảng 25 GPa (250,000 atm; 3,600,000 psi) thì hydro sẽ thể hiện tính chất kim loại. Khi ấy, thay vì tồn tại ở dạng các phân tử H2 riêng lẻ, các proton sẽ tập trung lại, tạo thành 1 mạng lưới còn các electron sẽ phân bố ngẫu nhiên trong mạng lưới đó, hệt như kim loại. Tuy nhiên, dựa theo các nghiên cứu hiện đại hơn, áp suất cần thiết để tạo ra hydro kim loại tăng đáng kể, lên tới 400 GPa (3.900,000 atm; 58,000,000 psi), nhưng không phải không thể tạo ra được trong phòng thí nghiệm.
Ảnh chụp hydro kim loại tại PTN ở Harvard
Hiện nay, hydro kim loại được mệnh danh là “chén thánh của nền vật lý áp suất cao”. Hàng trăm phòng thí nghiệm trên thế giới đang ngày đêm nghiên cứu cách điều chế dạng vật chất này. Vậy hydro kim loại có lợi ích gì? Các nghiên cứu lý thuyết chỉ ra, hydro kim loại có thể mang đặc tính siêu dẫn ngay tại nhiệt độ 170C, vượt xa các chất siêu dẫn đang biết. Điều chế được hydro kim loại sẽ tạo ra bước ngoặt cho nền công nghệ hiện nay nhờ đặc tính siêu dẫn của nó. Thậm chí, hydro kim loại có thể là loại nguyên liệu tên lửa đẩy tốt nhất từng có nhờ mật độ năng lượng dày đặc chứa trong các liên kết giữa các nguyên tử - đủ để đưa chúng ta tới nhiều nơi xa trong vũ trụ.
Cho tới nay đã có rất nhiều cố gắng để điều chế hydro kim loại lỏng nhưng chưa thành công. Nỗ lực đáng chú ý gần đây nhất được công bố vào ngày 5 tháng 10 năm 2016, khi 2 nhà khoa học thuộc đại học Havard Ranga Dias và Isaac F. Silvera tuyên bố họ đã tạo ra 1 mẫu hydro kim loại rắn tại áp suất 495 GPa (4,890,000 atm; 71,800,000 psi) bằng 1 chiếc đe kim cương. Tuy nhiên, chỉ 1 thời gian ngắn sau, họ lại công bố mẫu hydro kim loại được tạo ra đã mất do 2 đầu đe kim cương dùng để nén và cố định nó vỡ vụn dưới áp suất quá cao.
Hai đầu đe kim cương dùng để nén và cố định hydro kim loại
Các nhà khoa học của chúng ta đã gần thành công trong việc tìm ra chiếc “chén thánh” ấy, nhưng với công nghệ khoa học kĩ thuật đã và đang phát triển với tốc độ chóng mặt như hiện nay thì việc chế tạo hydro kim loại thành công sẽ đến trong một tương lai không xa.
