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氢金属化英文解释翻译、氢金属化的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 hydrometallation

分词翻译:

氢的英语翻译:

hydrogen
【医】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen

金属化的英语翻译:

【计】 metallizing
【化】 metallation

专业解析

氢金属化(Hydrogen Metallization)是指气态或液态氢在极端高压条件下发生相变,转化为具有金属特性的固态氢的过程。这一现象是高压物理和凝聚态物理领域的重要研究课题,其核心在于氢原子电子结构的根本性改变。

1.定义与机制

2.关键物理特性

3.实验挑战与进展

4.应用前景


权威参考文献:

  1. Nature: "Metallization of hydrogen" (2020)
  2. Physical Review Letters: "Band Gap Closure of Fluid Hydrogen" (2021)
  3. Science: "Optical evidence of metallic hydrogen" (2019)
  4. Proceedings of the National Academy of Sciences: "Stability challenges in metallic hydrogen synthesis" (2023)
  5. Astrophysical Journal: "Metallic Hydrogen in Giant Planets" (2022)
  6. Reviews of Modern Physics: "High-pressure hydrogen phases" (2021)

网络扩展解释

氢金属化是指氢气在极端高压条件下,从绝缘态(气态、液态或固态分子氢)转变为具有金属特性的导电态的过程。这一现象属于高压物理研究的重要领域,以下是详细解释:

  1. 基本原理
    在常规条件下,氢以H₂分子形式存在,分子间通过共价键结合,电子被束缚在分子轨道中,表现为绝缘体。当施加巨大压力(通常超过数百万大气压)时,分子间距被压缩,电子脱离束缚形成自由电子,导致氢呈现金属的导电性。

  2. 相变过程

    • 低压阶段:常温下氢气为气态,加压后依次变为液态和固态分子氢。
    • 高压阶段:固态分子氢进一步压缩,分子结构瓦解,电子离域形成金属氢。理论预测这一转变压力约为400-500 GPa(约400万-500万标准大气压)。
  3. 科学意义
    金属氢被认为是氢的“第五态”,其潜在特性包括:

    • 超导性:可能实现室温超导,彻底改变能源传输方式;
    • 高能量密度:作为火箭燃料的储能介质;
    • 行星科学:解释木星等气态巨行星内部的物质状态。
  4. 研究挑战
    目前实验室中仅能短暂维持金属氢状态,主要困难在于:

    • 极端压力设备的稳定性;
    • 材料在高压下的相变监测技术限制。

该研究被列为凝聚态物理的“圣杯”之一,2017年哈佛大学团队曾宣称在495 GPa下观测到金属氢,但结果尚未被完全复现。

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