四代核武器的钥匙?
2018年7月,中科院合肥物质科学研究院透露,该研究院成功用高压高温技术合成了金属氮。中国成功合成出的这种金属氮,是一种高能物质,爆炸威力能够超过TNT10倍之多。很多 友一看到TNT这类字眼瞬间一个激灵,难道中国掌握了四代核武钥匙吗?
这其实就是很多 友关注错了重点。化学爆炸和核爆,是两种截然不同的概念。核爆是一种物理现象,通过外部压力改变原子结构,在改变大量原子的重量时产生巨量的能量。具体过程可以参考爱因斯坦的质能方程E=MC^2。至于金属氮的爆炸,是完全的化学爆炸。
金属氮有多重要
因此金属氮并不能成为核武器,而它真正的作用,是它在工业领域中的运用。要知道金属氮有多重要,首先要了解超导材料的重要性。可以说,超导材料是人类最近一次科技大爆发上的一把锁,人类虽然已经在超导材料上研究了几十年,但一直无法让超导材料离开实验室。一旦超导材料离开实验室,什么可控核聚变、真空管道交通系统等技术,都有可能实现。
让超导材料无法离开实验室的原因,是温度。现有的超导材料必须在超低温下才会有超导特性,这个温度必须低到接近零下200摄氏度。目前人类已知的温度最高的超导体,是高压下的氢化镧,可在零下23摄氏度具备超导特性。因此就目前来说,让超导材料离开实验室,依旧有很长一段距离。
而金属氮就极有可能是“高温超导材料”的突破口,通过让气体拥有像金属一样的导电性,有可能实现正常温度的超导。一旦金属氮实现超导,那就不是这项技术能不能得诺奖的问题了,那是这项技术得诺奖,能给诺奖增加多少权威性的问题。
中美的技术追赶
其实对于这类“金属气体”的研究,一直是中美在互相追赶的前沿领域。中国在2018年合成出了金属氮,美国在2016年时也合成出了金属氢。不过中国在金属氢方面的研究也不弱,在2019年时,中科院合肥物质科学研究院也成功合成出了金属氢,在相关领域追上了美国。合成金属氢的研究院,就是合成金属氮的那一家。
不过“金属气体”目前也没法离开实验室,因为它们的存在需要外部的高压环境,这和常规超导材料无法脱离超低温是类似的困局。所以“金属气体”的使用成本还很高,这就好比黄金具有很强的导电性,用黄金制成的电子线圈,性能比正常铜制电子线圈性能好很多,但不会有人用黄金代替铜制做电子线圈一样。
不过技术是会进步的,“金属气体”的前景非常广大,如果能投入商用,将对整个人类工业体系造成巨大的变革。就像当初法拉第发明圆盘发电机时曾遭受质疑,但法拉第用“刚出生的婴儿有什么用”质疑一样。
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