制备常温超导“金属氢”新方法

在掌握气态、液态、固态的制备方法后，如何制备“金属氢”是科学界正努力攻关的难题。近日，山东大学赵明文教授团队提出利用碳纳米管高机械强度的特点，在碳纳米管中以相对“较低”的压力制备与保护准一维“金属氢”，并由此发展出相应的理论模型。这项理论成果日前被国际学术期刊《纳米快报》发表。

山东大学赵明文教授团队表示，由于碳纳米管具有高机械强度的特点，在其内可以形成超高密度的准一维“金属氢”。作为容器的碳纳米管，不仅可以保护稍纵即逝的“金属氢”，并能有效降低实现氢金属化的临界压力，在相对“较低”的压力下实现氢的金属化和超导特性。

科研团队介绍，基于量子力学第一性原理的分子动力学模拟显示，束缚于碳纳米管的准一维氢在163.5万倍大气压下可以变为金属态，其超导的临界温度也接近室温。研究人员在埃利亚西伯超导理论的基础上，已发展出相应的理论模型，成功解释了准一维“金属氢”的超导特性。

物理学家尤金·维格纳与希拉德·亨廷顿1935年曾预言，“金属氢”存在于超高压强条件下。随后，制备“金属氢”成为各国科学家竞相攻关的目标，甚至被称作高压物理学的“圣杯”。根据理论模型推算，在450万倍大气压下，“金属氢”具有接近室温的超导特性。

超高的压力条件，却令实验论证步履维艰。因此，如何在相对“较低”的压力下获得“金属氢”，成为目前重要研究方向。此次，中国科学家取得的理论成果，将为实验制备和研究常温超导体“金属氢”提供新方案。