12.03 金屬氫,常規材料中的“核武器”


金屬氫,常規材料中的“核武器”

氫是最簡單的元素,一般只有一個質子和一個電子。因為宇宙中單獨的質子和單獨的電子都很難組成穩定的物質。因此氫原子可以看做宇宙冷卻降溫後第一種成型的物質。地球上的遊離態的氫含量不多,但是可觀測宇宙中被認為75%以上物質仍然是氫。太陽中的物質則80%為氫。因此氫仍然是宇宙物質中最多的。地球雖然含遊離態的氫很少,但是地球表面有大量的水。簡單的電解水就可以獲得大量的氫。氫在地球表面的常溫常壓下是一種非常輕的氣體。過去經常用來充兒童玩耍的氣球。但是氫氣很容易爆炸。因此這種氣球算是危險玩具。氫氣在低溫下可以變成液體;在溫度降到零下259℃時即為固體。固體氫和稀粥的狀態差不多。但是這個溫度已經極低,距離零下273攝氏度的絕對零度已經只差14攝氏度。

人類總是有好奇心的。於是有人把稀粥一樣的固體氫,再加上幾百萬個大氣壓,看看會成為什麼樣子。於是美國一個大學2017年宣佈他們在全球首創了金屬氫。氫在金屬狀態下,氫氣分子將分裂成單個氫原子,並使電子能夠自由運動。在金屬氫中,氫分子鍵斷裂,分子內受束縛的電子被擠壓成公有電子。這種電子的自由運動,使金屬氫具有了導電的特性。因此,把氫製成金屬,關鍵就是把電子從原子的束縛下解放出來,把共價鍵轉變為金屬鍵。正是因為電子鍵的變化,讓金屬氫成為一種罕見的高儲能現代材料。這種材料有多強大呢?要遠遠超過目前人類已經發明出來的任何常規炸藥。常規炸藥爆炸的能量其實也是來源於炸藥材料在原子之間相互反應時,化學鍵斷裂和重組而帶來的能量釋放。而由於金屬氫的化學鍵,


金屬氫,常規材料中的“核武器”

比任何其他材料的化學鍵都單純,而且反應的比例更高,因此金屬氫爆炸在單位時間內釋放的能量比任何常規炸藥都高。尤其體現在爆炸的速度上。例如最常見的TNT炸藥,也就是三硝基甲苯的爆速在每秒7800米左右,基本接近第一宇宙速度。而更高級的黑索金炸藥的爆速在每秒8500米左右。這幾年比較火的氮陰離子鹽,被認為爆速首次達到了15000米每秒,已經超過第二宇宙速度。而金屬氫的爆炸速度則可以高達24000米每秒。這個速度是地球上任何其他常規爆炸都做不到的。這種爆速之下,等於可以用一枚裝金屬氫的手雷,炸燬一艘航母都不再是幻想。當然金屬氫不但可以單純做炸藥。如果可以讓其穩定的燃燒,還可以作為火箭的推進劑。可實現過去不敢想象的單級火箭就可以入軌。而目前人類現役最強大的火箭,也必須要2級或者2級以上才能入軌。


金屬氫,常規材料中的“核武器”

美國的某知名大學宣佈自己在全球首創了金屬氫實物不久,又宣佈因為試驗操作失誤,導致唯一的金屬氫樣本自己蒸發了。而這些實物很少有其他人見證過。因此很多人懷疑這是美國人在翫忽悠騙科研經費。不過這幾天,誰誰家的某科研機構,真的批量製造出了金屬氫。在瀚海狼山看來。由美國人最早出設想,誰誰家來實現現實技術突破的時代,才剛剛開始。


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