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美用超高壓造出能量密度超大物質(zhì)

發(fā)布時(shí)間:2010-07-14 作者: 來(lái)源: 瀏覽:289669

      據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月5日(北京時(shí)間)報(bào)道,美國(guó)研究人員使用超高壓制造出一種結(jié)構(gòu)非常緊密,并能夠存儲(chǔ)巨大能量的物質(zhì)。研究人員表示,目前除核能之外,該物質(zhì)存儲(chǔ)的能量密度最大。相關(guān)研究論文發(fā)表在最新一期《自然?化學(xué)》雜志上。

  該論文的作者、華盛頓州立大學(xué)化學(xué)教授瓊?斯克?尤表示,該項(xiàng)研究證明,通過(guò)擠壓產(chǎn)生的機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化成化學(xué)能存儲(chǔ)在一個(gè)擁有超強(qiáng)化學(xué)鍵鍵能的物質(zhì)內(nèi)。而且,該物質(zhì)的能量密度非常大,未來(lái)可能用來(lái)制造新的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備、電池和具有高度氧化能力的物質(zhì)以及超高溫超導(dǎo)物質(zhì)。

  研究人員在一個(gè)鉆石對(duì)頂砧(DAC)內(nèi)制造了這個(gè)新物質(zhì)。DAC是一類(lèi)高壓產(chǎn)生裝置,廣泛應(yīng)用于高壓科學(xué)研究領(lǐng)域。簡(jiǎn)單地說(shuō),其工作原理就是利用兩個(gè)超硬材料鉆石的表面對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行擠壓,從而達(dá)到產(chǎn)生高壓的目的。DAC能在很小空間產(chǎn)生很大的壓力,而且簡(jiǎn)單、安全。研究人員使用的DAC包含了二氟化氙,它是一種白色的晶體,用來(lái)蝕刻兩個(gè)鉆石之間的硅導(dǎo)體。

  在正常的大氣壓力下,該新物質(zhì)的分子保持離散狀態(tài),但隨著研究人員不斷朝其施加壓力,該新物質(zhì)就變成了一個(gè)二維狀的類(lèi)似石墨的半導(dǎo)體。研究人員最終將壓力增加到100萬(wàn)大氣壓以上,該壓力可以同地心深處產(chǎn)生的壓力相匹配。

  瓊?斯克?尤表示,所有這些“擠壓”迫使該物質(zhì)內(nèi)的分子緊密地依附在一起,變成三維狀的金屬“網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”。在這個(gè)過(guò)程中,壓縮產(chǎn)生的大量機(jī)械能以分子鍵中的化學(xué)能而存在,因此,可以在很小的地方存儲(chǔ)巨大的能量。
 

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