氫金屬化英文解釋翻譯、氫金屬化的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 hydrometallation

分詞翻譯：

氫的英語翻譯：

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

金屬化的英語翻譯：

【計】 metallizing
【化】 metallation

專業解析

氫金屬化（Hydrogen Metallization）是指氣态或液态氫在極端高壓條件下發生相變，轉化為具有金屬特性的固态氫的過程。這一現象是高壓物理和凝聚态物理領域的重要研究課題，其核心在于氫原子電子結構的根本性改變。

1.定義與機制

• 漢英對照：氫金屬化（Hydrogen Metallization）
• 科學本質：當氫被施加數百萬大氣壓（通常超過400 GPa）時，分子氫（H₂）的共價鍵斷裂，電子脫離原子束縛形成自由電子氣，從而呈現金屬導體的電學和光學特性。這一過程涉及從絕緣态到金屬态的量子相變。

2.關鍵物理特性

• 導電性轉變：金屬氫具備超導潛力，理論預測其臨界溫度可能接近室溫（約200-300 K），但實驗尚未完全驗證。
• 光學性質：相變過程中，透明的分子氫轉變為不透明且具有金屬光澤的固體，反射率顯著提升。

3.實驗挑戰與進展

• 高壓技術：需借助金剛石對頂砧（DAC）或動态壓縮技術（如激光沖擊）實現極端條件。2017年哈佛團隊在495 GPa下觀測到金屬氫的初步證據，但因樣品穩定性争議，結果仍需進一步驗證。
• 間接證據：液态金屬氫普遍認為存在于木星、土星等氣态巨行星内部，通過天文觀測其磁場特征可間接推斷其存在。

4.應用前景

• 超導材料：若實現室溫超導，将徹底變革能源傳輸與存儲技術。
• 航天推進劑：金屬氫作為高比沖燃料的理論潛力已被NASA研究（來源：NASA Advanced Propulsion Physics Program）。
• 基礎物理模型：為研究行星内部結構（如巨行星核心）提供關鍵物态方程參考。

權威參考文獻：

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)

網絡擴展解釋

氫金屬化是指氫氣在極端高壓條件下，從絕緣态（氣态、液态或固态分子氫）轉變為具有金屬特性的導電态的過程。這一現象屬于高壓物理研究的重要領域，以下是詳細解釋：

1. 基本原理
   在常規條件下，氫以H₂分子形式存在，分子間通過共價鍵結合，電子被束縛在分子軌道中，表現為絕緣體。當施加巨大壓力（通常超過數百萬大氣壓）時，分子間距被壓縮，電子脫離束縛形成自由電子，導緻氫呈現金屬的導電性。

2. 相變過程

   • 低壓階段：常溫下氫氣為氣态，加壓後依次變為液态和固态分子氫。
   • 高壓階段：固态分子氫進一步壓縮，分子結構瓦解，電子離域形成金屬氫。理論預測這一轉變壓力約為400-500 GPa（約400萬-500萬标準大氣壓）。

3. 科學意義
   金屬氫被認為是氫的“第五态”，其潛在特性包括：

   • 超導性：可能實現室溫超導，徹底改變能源傳輸方式；
   • 高能量密度：作為火箭燃料的儲能介質；
   • 行星科學：解釋木星等氣态巨行星内部的物質狀态。

4. 研究挑戰
   目前實驗室中僅能短暫維持金屬氫狀态，主要困難在于：

   • 極端壓力設備的穩定性；
   • 材料在高壓下的相變監測技術限制。

該研究被列為凝聚态物理的“聖杯”之一，2017年哈佛大學團隊曾宣稱在495 GPa下觀測到金屬氫，但結果尚未被完全複現。

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