Yeni Deneyler Farklı Metalik Hidrojen Üretimini İleri Sürüyor
Fotoğraf : Hidrojenin kızılötesi ışık adsorpsiyonu 400GPa , bilim adamları metalik hale geçiş olarak değerlendiriyor, üzerinde değişiyor.
Çalışma, öngörülen materyallere yeni bir kapı açabilir.
Metalik hidrojen üretimini araştırma; uzun ve zahmetlidir. Bir çok kez başarı bildirildi ve bazen ilan geri çekildi. Bilim adamları, neredeyse 85 yıl önce; süper iletken, roket gazı ve daha fazlası için faydalı olabilecek hidrojenin metalik halini ileri sürdü fakat 2010 yılına kadar; araştırma grupları uzun zaman aranan materyalin basamak sonuçlarını ilan edemedi.Yeni 10 yılın başladığı hafta, bir başka takım yeni bir deneysel tasarım kullanarak hidrojenin metalik formunu üretebildiklerini rapor ettiler.
Diğer elementler gibi hidrojen, proton matriksi üzerinde rahatça hareket ederken ve elektron malzemenin elektronlarının dağılımı genişlediğinde, yüksek basınç altında bir metal olmalıdır. Fakat ortam basıncının 5 milyon katına ulaşılması deney şartlarını zorlaştırdı. Araştırmacılar, az miktarda sıkıştırılmış hidrojen arasında düzleştirilmiş uç ile dikkatlice üretilmiş sentetik elmastan yapılan elmas örs ile başardılar.
Yeni çalışmada, Fransa Alternatif Enerjiler ve Atomik Enerji Komisyonu’ndan Paul Loubeyre ve meslektaşları; hidrojen örneğinin kızıl ötesi ışık absorbsiyonunda ayarlanmış değişimler ve – bir iyon ışını ile oyulmuş halka şekilli- yeni bir tür olan sıkıştırılımış yüzeyli örs kullandılar. 400 GPa üzerinde, Loubeyre’nin grubu IR spektrumlarını ölçerek hidrojen örneğinin teorik tahminlerle hizalanan metalik hale geldiğini gösterdi.
Araştırma takımı ve diğerleri; en çok aranan özelliklere sahip olan haldeki hidrojen atomu metali yerine; diatomik hidrojen moleküllerinin, metalik hal ile daha uyumlu olduğunu sonucunda hemfikirdir. Ölçümlerin elmas örs deformasyonunun sonucu olmadığını -bazı önceki çalışmalarda sorun- göstermek için araştırmacılar, basınç azaldıkça değişimlerin tersine döndüğünü desteleyen verileri raporladılar.
Araştırma, metalik hidrojen üretme yarışında bir çoğu Loubeyre grubu’nun rakipleri veya ortakları olarak tanımlanabilecek alanında uzmanlardan övgü aldı. Bazı araştırmalar; optik ölçümlerin metalik hale geçiş ile uyumlu olmasına rağmen; elmas yapısında bazı değişme, hidrojenin başka bir halini içerme ya da hidrojen ve örs arasında etkileşim olabileceğini göstermiştir. Benzer optik sonuçlar, ayrıca başka gruplar tarafından da rapor edilmiştir. Loubeyre’nin grubu bu çalışmalardan daha yüksek basınçlara ulaştığı izlenimi verdi. Bununla birlikte, bu çalışmalarda basıncın nasıl ölçüldüğündeki farklılıklar, basıncı belirlemeyi zorlaştırmıştır.
Max Planck Enstitüsü Kimya Bölümü’nden Mikhail Erements, bir çalışma grubunun metalik hidrojen üretirse, hidrojen örneğinin iletkenliğinin daha açık bir yol ile belirleneceğini söylüyor. İletkenlik ölçümü; hdirojen örneğinin mutlak 0 noktasında iletken olup olmadığını ya da metalik hidrojenin son vaadi olan süper iletkenliği tanımlar. Erements, basınçlı hidrojen üzerindeki deneylerinde iletkenliği gösterdi. Fakat elmas örs deneyleri içinde elektrik kabloları bulunması zordu ve iletkenlik ölçümü gerçekleştirilemedi. Çünkü elektriksel akım; örneğin özelliklerini etkileyebilir.
Metalik hidrojen üretmek için daha fazla denemeler olacak. Loubeyre grubunun, onların ileri sürdüğü yüksek basınçların deneneceğini söylüyor. Fakat Ancak Chicago’daki Illinois Üniversitesi’nden Russell Hemley, metalik hidrojen ilginç bir araştırma hedefi olmaya devam ederken, kimyagerlerin, metalik hidrojenin vaat ettiği bazı özelliklerin (oda sıcaklığına yakın süper iletkenlik gibi) bazılarını sergileyen lantan hidrit gibi materyaller sunduğunu belirtti.
Kaynak : acs.org
