氢，是元素周期表中坐落榜首位的元素，如同天然生成就有不同寻常的位置。这个自然界中最小的原子，具有怎样不同寻常的“大神通”呢？咱们带大家走进氢的世界，回忆氢的宿世此生，展望氢的未来。
在十六世纪氢气的发现过程中，氢好像就具有不一般的特性：“把铁屑投到硫酸里，就会发作气泡，像旋风相同腾空而起”。英国化学家卡文迪什发现，假如把它和空气混合在一起，一遇火星就会爆破。1787年，法国化学家拉瓦锡正式提出“氢”是一种元素，由于氢焚烧后的产品是水，便用拉丁文把它命名为“水的生成者—Hydrogenium”。
其实从这些前期最根底的研讨中，现已可以直观地了解到氢的种种特性：榜首，简单很多发作；第二，可以焚烧和爆破；第三，生成物是水。这表明，一种新式的易出产的绿色高能燃料被发现了。这便是氢——一种即将对人类的今日以及未来发作严重影响的元素。
现在，氢渐渐的变成了一种重要的工业原料，全世界出产的氢气约有2/3用于组成氨工业；氢气在氧气中焚烧的氢氧焰达3000℃高温，可用于熔融和切开金属；使用氢的同位素氘和氚的原子核聚变时发作的能量能出产氢弹；液态氢，作为最理想的火箭燃料，与液态氧混合焚烧可以发作大约等于350的比冲量；美国于2002年提出了“国家氢动力方案”，短短十几年来，氢燃料电池现已在高速车辆、巴士、潜水艇等现代交通工具上完成了使用。
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但是，这远远不是氢的使用极限，近一百年以来，科学家为别的一件事进行了前赴后继的研讨，这便是“金属氢”。1935年，普林斯顿大学Wigner和Huntington预言，在必定的高压下，氢或许会变成一种碱金属；1968年，Ashcroft提出疑问，依据BCS理论，金属氢或许是一种高温超导体。依据最新的研讨进展，试验室现已组成了超导改变温度200 K以上的氢化物高温超导资料，被Nature杂志选为2019年十大科学打破。金属氢的室温超导梦，或许真的能轻松完成。
但是，金属氢的组成反常困难，金属氢的研讨也在争议中曲折前进。单纯就组成条件而言，室温下组成金属氢需求高于400 GPa的极点压力，这甚至远高于地核中心360 GPa的压力。2017年，哈佛大学研讨团队曾宣告组成了人类前史上榜首块金属氢，但是这一成果在当年8月世界高压科技会议上被多位科学家质疑。而2019年德国科学家的最新研讨成果表明，处于同压力下的氢或许仍是半金属。
为处理以上难题，中国科学院合肥物质科学研讨院固体物理研讨所极点环境量子物质中心的科研团队（以下简称“量子中心团队”）结合金刚石对顶砧设备和脉冲激光加热技能，寻求极点高温高压条件下组成流体金属氢的或许性。
研讨发现，在压力-温度的一起驱动下，氢分子会逐渐解离为氢原子，并随同发作绝缘体-半导体-金属的改变。超快宽带超连续光谱协助研讨人员原位测得了氢样品在连续相变过程中的吸收特征和反射特征。
通过对多轮试验成果的剖析，成果显现150 GPa-3000 K以上的温度压力条件下氢样品呈现了激烈的金属反射光泽，其反射率最高达50%，证明组成了流体金属氢。“金属氢”被认为是高压范畴的“圣杯”，其研讨在曩昔几十年里一向推进高压试验技能和理论模仿的继续不断的开展完善。流体金属氢的成功组成，得益于高温高压试验技能与超快光谱勘探的完美结合，这是继2018年量子中心团队成功组成高能资料“金属氮”以来，在轻物质的绝缘体-金属改变研讨上又一打破。
金属氢可以帮超导资料甩掉低温的包袱，使其在更广泛的环境中得到使用，比如用金属氢输电，可以撤销大型的变电站而输电功率在99%以上，大幅度的提高了全世界电量的使用率，降低了运送本钱；假如用金属氢制作发电机，其分量不到一般发电机分量的10%，而输出功率能大大的提高几十倍甚至上百倍。不仅如此，金属氢更是一种绿色高能燃料，是现在已知的含能密度最高的惯例燃料，其能量储存在化学键中，无需氧气助燃即可开释很多能量，假如可以组成燃料电池使用于现代交通工具，城市将变得非常清洁。
或许，金属氢瑰宝的大门现已慢慢向咱们翻开。
来历：中国科学院合肥物质科学研讨院
