Металлический водород

[pkl]

Металлический водород: мечты или реальность?
Джонатан Эймос

отдел науки Би-би-си


Ранга Диас перед установкой алмазного пресса сверхвысокого давления

Ученые из Гарвардского университета сообщили, что им впервые удалось трансформировать водород в металлообразное состояние.
Если это правда - а на этот счет есть сомнения - такое достижение станет венцом продолжавшихся более 80 лет попыток создать самый экзотический материал в природе.
В теории металлический водород может быть использован для создания проводов с нулевым сопротивлением и новых видов ракетного топлива.

Ученые из Гарвардского университета Ранга Диас и Айзек Силвера опубликовали результаты своих экспериментов в журнале Science.
"Впервые в истории планеты Земля создан твердый металлический водород", - сообщил профессор Силвера корреспонденту Би-би-си.
По словам ученых, им пока удалось получить небольшое количество металлического водорода, но со временем, считают они, могут быть найдены способы увеличения производства этого материала.
Метод заключался в сжатии емкости, содержащей небольшое количество молекулярного водорода, между двумя искусственными алмазами, в условиях экстремально высокого давления и сверхнизкой температуры
Под алмазным прессом им удалось достичь давления в 495 гигапаскалей. Это эквивалентно примерно 5 миллионам атмосфер. Алмазные тиски также охлаждались до температуры минус 270 градусов по Цельсию.
Целью эксперимента было добиться настолько тесного сближения атомов водорода, чтобы они образовали кристаллическую решетку и стали обмениваться электронами, что свойственно металлам.
Авторы статьи пишут, что материал в тисках приобрел блестящую поверхность, что свидетельствовало об изменении его атомной структуры. "Далее с ростом давления материал стал черным, и мы полагаем, что это произошло потому, что он стал полупроводником, способным поглощать свет", - говорит профессор Силвера.
"Затем мы еще более увеличили давление, и материал стал блестящим. Это было очень захватывающее зрелище. Отражательная способность его была чрезвычайно высокой, около 90%. Это примерно равно отражающей способности полированного алюминия", - сказал ученый.



SCIENCE PHOTO LIBRARY

У металлов атомы упакованы очень плотно и обмениваются электронами
Однако следует отметить, что известие из Гарварда вызвало немало скептических отзывов среди ученых. Среди них есть специалисты, работающие в той же или схожих областях. Они заявляют, что в опубликованной статье содержится слишком мало данных, которые могли бы подтвердить реальность этого достижения.
"Полная ерунда, - заявил Юджин Грегорьянц из Эдинбургского университета. - Как и все, кто работает с водородом под высоким давлением, я поражен тем, что публикуется в журнале Science".
Впрочем, такое сопротивление является естественным. Если открытие подтвердится, оно станет одним из самых выдающихся достижений прикладной физики за последние десятилетия.
Металлическое состояние водорода было предсказано более 80 лет назад, и с тех пор ученые пытаются получить его на практике. Ценность этого материала связана с его поразительными свойствами.
Например, высказываются предположения о метастабильности металлического водорода. Это означает, что даже при возвращении его в условия нормальной температуры и давления он будет сохранять свои свойства.
Некоторые ученые считают также, что он будет сверхпроводящим металлом даже при комнатной температуре, что приведет к революции в области передачи и хранения электроэнергии.



NASA

Металлический водород мог бы стать уникальным ракетным топливом
Американское аэрокосмическое агентство НАСА также проявляет интерес к материалу. Уже сейчас жидкий водород используется в качестве весьма энергоёмкого ракетного топлива, однако его металлическая форма может стать новым видом топлива, способным создавать гигантскую тягу и выводить на орбиту более массивные грузы.
"Я знаю, что многие специалисты в области высоких давлений высказывают свои сомнения, указывая, что высокая отражательная способность может объясняться присутствием загрязнений в составе алмазов, например, окиси алюминия. Однако если им действительно удалось достичь давления почти в 500 гигапаскалей в алмазном прессе, можно ожидать перехода в металлическое состояние водорода", - заявил исследователь Маркус Кнудсон из Национальных лабораторий Сандии.
С ним в целом согласен Джеффри Макмахон из университета штата Вашингтон.
"Что касается микроскопического количества полученного материала - такого рода эксперименты всегда проводятся в небольших алмазных прессах. Тут предстоит решать две проблемы. Во-первых, попытаться получить одновременно большее количество материала; во-вторых, что будет намного сложнее, убедиться, что материал сохраняет свои свойства после снятия давления", - говорит американский ученый.
"Ответ на второй вопрос остается открытым", - считает он.

 http://www.bbc.com/russian/features-38771987

вчера в 16:18
Ученым из Гарварда удалось получить металлический водород



Изображение алмазных наковален, сжимающих образец молекулярного водорода. При высоком давлении водород переходит в атомарное состояние, как показано справа. Источник: Dias & Silvera, 2017

В 1935 году учёные Юджин Вигнер и Бэлл Хантингтон предсказали возможность перевода водорода в металлическое состояние под воздействием огромного давления — 250 тысяч атмосфер. Немного позже эта точка зрения была пересмотрена, специалисты повысили оценку давления, которое требуется для фазового перехода. Все это время условия перехода считались достижимыми, и ученые пробовали «взять планку», необходимую для перехода водорода в новую фазу. Впервые металлический водород пытались получить в 1970-х. Повторные попытки были предприняты в 1996, 2008 и 2011 году. Ранее сообщалось, что в 1996 году ученым из Германии удалось на долю микросекунды перевести водород в металлическое состояние, хотя не все согласны с этим.

Что касается давления, необходимого для получения металлического водорода, то с развитием квантовой механики и физики вообще стало понятно, что давление должно быть примерно в 20 раз более высоким, чем считалось ранее — не 25 ГПа, а 400 или даже 500 ГПа. Считается, что большие количества металлического водорода присутствуют в ядрах планет-гигантов — Юпитера, Сатурна и крупных внесолнечных планет. Благодаря гравитационному сжатию под газовым слоем должно находиться ядро из металлического водорода. Понятно, что для того, чтобы получить гигантское давление, нужны особые технологии и методы. Добиться желаемого получилось благодаря использованию двух алмазных наковален. 

Прочность наковальни была усилена напылением из оксида алюминия, которое оказалось непроницаемым для атомов водорода. Образец водорода был сжат между заостренными концами двух алмазных наковален и при давлении в 495 ГПа ученые добились перехода образца в металлическую фазу. 



Источник: Dias & Silvera, 2017

Во всяком случае, образец сначала потемнел, а затем стал отражать свет. При относительно низких показателях давления образец был непрозрачным, ток он не проводил. Эксперимент, проведенный Исааком Силвера (Isaac Silvera) и Ранга Диас (Ranga Dias), был повторным. Впервые добиться перехода водорода в металлическую фазу ученым удалось в середине 2016 года. Но результаты эксперимента нуждались в подтверждении, повторном опыте. Поскольку результаты изначального опыта подтвердились, их можно считать корректными. 

К текущему результату ученые шли несколько лет. Только на то, чтобы достичь давления, при котором водород разбивается на индивидуальные атомы, у Силвера и Диас ушло три года. Давление, о котором идет речь — 380 ГПа. 

После этого увеличение давления подразумевало необходимость усиления прочности алмазных наковален, которые использовались в эксперименте. Для этого стали напылять тончайшую пленку из оксида алюминия. Без усиления прочности алмазы, которые являются наиболее твердыми минералами на Земле, начинают разрушаться при увеличении давления выше показателя в 400 ГПа. 

Учеными была проделана большая работа по изучению алмазов. Причин разрушения могло быть несколько — от дефектов структуры кристалла до влияния самого сжатого до огромной плотности водорода. Для того, чтобы решить первую проблему, специалисты тщательным образом проверяли структур кристалла под микроскопом с большим увеличением. «Когда мы просмотрели на алмаз под микроскопом, мы обнаружили дефекты, которые делают этот минерал уязвимым к внешним факторам», — заявил Силвера. Вторая проблема была решена при помощи напыления, противодействующего утечке атомов и молекул водорода. 

Пока что сложно сказать, какую форму металла получили англичане — твердую или жидкую. Сами они затрудняются сказать, хотя считают, что водород перешел в фазу жидкого металла, поскольку это предсказано расчетами. В чем они уверены, так это в том, что образец водорода после сжатия стал в 15 раз более плотным, чем до начала этой процедуры. Температура водорода, который поместили в алмазную наковальню, составила 15К. После перехода элемента в металлическую фазу его нагрели до 83 К, и он сохранил свои металлические свойства. Расчеты показывают, что металлический водород может быть метастабильным, то есть сохранять свои свойства даже после того, как внешние факторы, которые привели к переходу элемента в металлическую фазу, будут ослаблены. 

Зачем человеку металлический водород? Считается, что в таком состоянии он проявляет свойства высокотемпературного сверхпроводника. Кроме того, метастабильные соединения металлического водорода могут использоваться в качестве компактного, эффективного и чистого ракетного топлива. Так, при переходе металлического водорода в молекулярную фазу высвобождается примерно в 20 раз больше энергии, чем при сжигании килограмма смеси кислорода и водорода — 216 Мдж/кг.

«Для получения металлического водорода нам понадобилось огромное количество энергии. А если вы снова переведете атомарный металлический водород в молекулярное состояние, вся эта энергия высвободится, так что мы можем получить самое мощное ракетное топливо в мире, что совершит революцию в ракетостроении», — заявили авторы исследования. По их мнению, новое топливо, при условии его использования, позволит легко достичь других планет. Времени на путешествие к ним будет затрачено гораздо меньше, чем в настоящее время, с использованием современных технологий. 

DOI: 10.1126/science.aal1579

 https://geektimes.ru/post/285212/

Вот такая новость. Сначала прочитал на Гиктаймс и глазам не поверил. Полез в компьютер проверять, нашёл сообщение Би-Би-Си. Если это не утка, и не ошибка... Значимость этого открытия, надеюсь, все представляют?

Ну, что думают на сей счёт уважаемые кроты? Особенно насчёт сохранения его свойств в нормальных условиях.

[Юрий Темников]

pkl пишет:
Вот такая новость. Сначала прочитал на Гиктаймс и глазам не поверил. Полез в компьютер проверять, нашёл сообщение Би-Би-Си. Если это не утка, и не ошибка... Значимость этого открытия, надеюсь, все представляют?
               
                  

Вопросов два?:Сохранится ли полученное состояние водорода в т н Н У.Ну и экономика данного процесса?

[pkl]

В первую очередь - сохранение свойств при снятии давления. Температура 83К мы поддерживать можем. Экономика - это уже второй вопрос. Всяко проще, чем антивещество. Конечно, может получиться как с атомарным, но это ещё надо узнать.

[Юрий Темников]

Вполне может получиться супервзрывчатка по суперцене!!Этого нам только не хватало!! НО Для вояк достаточно.

[pkl]

Может. Я вот об этом тоже подумал, но не стал говорить вслух. К слову, неплохая замена ядерным зарядам сверхмалой мощности может получиться. Так что не исключено, что первыми начнут его производить для вояк.

[SGS_67]

pkl пишет: 
Значимость этого открытия, надеюсь, все представляют?

Не все.
В чём же оно заключается?

[Сергей Капустин]

я не занимаюсь физикой высоких давлений, но...

1. смотрели не только по блеску - смотрели по числу свободных носителей заряда. Поэтому вероятность того, что это действительно металлический водород немного выше.

2. теоретические модели - для которых нет экспериментов, от которых можно оттолкнуться - очень часто основаны на гигантском количестве упрощений и предположений. поэтому особо ждать этой метастабильности скорее не стоит.

опять такие не понятны допуски этой "метастабильности"... разрушение этого состояния - при такое энерговыделении - может быть реакцией автокаталитической. слышали как самсунги взрывались? дак это мелочь.

3. если же она есть, то хранить ракетное топливо будет намного удобнее) Но тут другая проблема - как синтезировать такое количество твердого водорода.

В настоящее время сверхдавления получают на алмазных наковальнях, уменьшая площадь приложения давления. как сделать такую установку, чтобы получить хотя бы килограмм - для вкладного заряда, хз. Поставить 1000 штук в параллельную работу? дороговато... да и объемы все равно микро.... но хоть не нано.

[Виктор Левашов]

Я так понимаю, использование металлического водорода как аккумулятор энергии?

[Сергей Капустин]

pkl пишет:
Может. Я вот об этом тоже подумал, но не стал говорить вслух. К слову, неплохая замена ядерным зарядам сверхмалой мощности может получиться. Так что не исключено, что первыми начнут его производить для вояк.

далеко не факт, что его переход в другую фазу имеет характер детонации...

[pkl]

SGS_67 пишет:

pkl пишет:
Значимость этого открытия, надеюсь, все представляют?

Не все.
В чём же оно заключается?

Новое состояние вещества, как-никак. А если сбудутся теоретические предсказания - то и научно-техническая революция может быть.

[pkl]

Сергей Капустин пишет:

В настоящее время сверхдавления получают на алмазных наковальнях, уменьшая площадь приложения давления. как сделать такую установку, чтобы получить хотя бы килограмм - для вкладного заряда, хз. Поставить 1000 штук в параллельную работу? дороговато... да и объемы все равно микро.... но хоть не нано.

Интересно, а насколько крупные кристаллы алмаза можно вырастить? А сапфир подойдёт?

[pkl]

Виктор Левашов пишет:
Я так понимаю, использование металлического водорода как аккумулятор энергии?

Хотя бы. Он интересен уже этим. А ещё он может быть сверхпроводником.

[Сергей Капустин]

pkl, дело тут скорее не в размерах кристаллов, а в площади, где развивается давление.

http://ufn.ru/ufn79/ufn79_4/Russian/r794f.pdf

по началу эта площадь была десятые доли квадратного миллиметра.

и что то мне подсказывает, что развитие шло по пути уменьшения этой площади для получения увеличения давления, а не увеличения алмаза и груза на нем.

сейчас вроде, стало меньше, но все равно в районе 0.1 мм квадратного. на счет нано и микро я загнул)

рискну ошибиться, но думаю что технология эта будет масштабироваться с трудом. мало развить давлением, его же еще и контролировать надо точно, чтоб алмаз не сломать если что.

алмаз кстати выбирают не только за прочность, но и за прозрачность - надо же контролировать что там. у сапфира тут проблемы.

[mihalchuk]

Пока я увидет только усиление отражательной способности. Это значит, появилась зона проводимости с электронами, но и только. Какой процент атомов в этом участвовал, неясно.Эффект вообще мог быть поверхностным.

[Leonar]

pkl пишет:
А ещё он может быть сверхпроводником.

По мне при условии стабильности при н.у.
самое революционное

[Сергей Капустин]

mihalchuk, извините, как он может быть поверхностным? для этого расстояние межатомное на поверхности должно быть другим, чем внутри.  за счет чего такое может быть?

[Виктор Левашов]

Сергей Капустин пишет:
mihalchuk , извините, как он может быть поверхностным? для этого расстояние межатомное на поверхности должно быть другим, чем внутри. за счет чего такое может быть?

ну, аналог льда на реке, например.
но там разница температур.
как может быть разница давлений - это да.

[Denis Voronin]

Скорее всего выйдет как с нанотрубками - получить в лабораторных количествах можно, а до массового производства технология не масштабируется никак. Хотя на эти самые нанотрубки с их шикарными характеристиками гораздо интереснее металлического водорода ибо конструкционный материал для всего от космического лифта до туристической палатки.

[Chilik]

Denis Voronin пишет:
Скорее всего выйдет как с нанотрубками - получить в лабораторных количествах можно, а до массового производства технология не масштабируется никак.

Если лично Вам нужны углеродные нанотрубки, то в Новосибирске их сделают в любом потребном количестве.
Найдите только деньги, промышленная технология есть, для приличного заказчика производство расширят.

[PIN]

Denis Voronin пишет:
а до массового производства технология не масштабируется никак

ахха
http://www.nanowerk.com/carbon_nanotube_manufacturers_and_suppliers.php

[garg]

Chilik пишет: 
Если лично Вам нужны углеродные нанотрубки, то в Новосибирске их сделают в любом потребном количестве.
Найдите только деньги, промышленная технология есть, для приличного заказчика производство расширят.

Однослойные или многослойные? Последние - резко хуже по любым параметрам, но действительно производятся довольно легко многими компаниями в приличных количествах.
Но вот все еще остается не решенной проблема массовой сепарации трубок по хиральности, а так же их выстраивания в регулярную структуру для создания тканей, нитей и проч. соединения между собой без ухудшения параметров массивного материала.

[garg]

И какой импульс можно будет получить в случает теоритического преодоления проблем с производством и и стабилизацией (прикиньте если будет как с пере (гретой/охлажденной) водой - легкое сотрясение и амбец. А Ракета без вибраций - даже не научная фантастика.

[Denis Voronin]

Chilik пишет:

Denis Voronin пишет:
Скорее всего выйдет как с нанотрубками - получить в лабораторных количествах можно, а до массового производства технология не масштабируется никак.

Если лично Вам нужны углеродные нанотрубки, то в Новосибирске их сделают в любом потребном количестве.
Найдите только деньги, промышленная технология есть, для приличного заказчика производство расширят.

Ну и как, могут они сделать, к примеру, планер для ПАК ФА?

[Сергей Васильевич Ивлев]

pkl пишет:
Вот такая новость. Сначала прочитал на Гиктаймс и глазам не поверил. Полез в компьютер проверять, нашёл сообщение Би-Би-Си. Если это не утка, и не ошибка... Значимость этого открытия, надеюсь, все представляют?

В википедии уже написали

[pkl]

Так неплохо бы дождаться независимого подтверждения

[Cepёгa]

А дейтерий сжимать не пробовали?

[Сергей Капустин]

Denis Voronin, очевидно ввести углеродные нанотрубки в состав композитов из которых сделаны элементы планера можно. ничего технически не возможного тут нет. это вопрос НИОКР - ибо ввод унт это всегда гемморой.

в Екатеринбурге разработали состав СВМ полиэтилена с УНТ для демпфирующих прокладок. по заказу авиационной промышленности, кстати.

еще где-то рядом готовятся вводить их в дюралевые сплавы.

прошли времена когда унт стоили по 1000 долларов за грамм - сейчас заказываешь их чуть ли не на глаз с горкой отсыпают.

[Denis Voronin]

Сергей Капустин пишет:
Denis Voronin , очевидно ввести углеродные нанотрубки в состав композитов из которых сделаны элементы планера можно. ничего технически не возможного тут нет. это вопрос НИОКР - ибо ввод унт это всегда гемморой.

в Екатеринбурге разработали состав СВМ полиэтилена с УНТ для демпфирующих прокладок. по заказу авиационной промышленности, кстати.

еще где-то рядом готовятся вводить их в дюралевые сплавы.

прошли времена когда унт стоили по 1000 долларов за грамм - сейчас заказываешь их чуть ли не на глаз с горкой отсыпают.

Ну нее, это всё не то. Т.е. это конечно да, и хорошо, и прочность выше, но и близко не стоИт с теми фантастическимм свойствами, которые обещаны физиками. Я напомню, что из них в теории можно построить космический лифт, а то что есть сейчас даёт лишь некоторое упрочнение материала. В принципе можно и без кривых нанотрубок добиться характеристик даже выше, если заморочиться выправлением кристаллической решётки, вот уж что что, а такая технология для металлов давным давно отработана (правда требует тротила и прочей взрывчатки). Для пластиков тоже, но там уже сложнее и дороже.

Что до металлического водорода: ждём подтверждений от независимых лабораторий. Научная ценность в любом случае неоспорима.

P.S. А если сжать дейтерий, то нихрена не будет, для термоядерного бабаха нужен другой порядок энергий.

[Chilik]

Denis Voronin пишет:
Ну и как, могут они сделать, к примеру, планер для ПАК ФА?

А им это и не нужно.
Они делают и продают нанотрубки, а также некоторые материалы с их добавками. Стоимость нанотрубок - в районе 500 руб. за грамм. Если Вам это нужно для того, чтобы сделать планер для ПАК ФА - то уж сайт монополиста, держащего более 90% мирового рынка, Вы найдёте без труда.
По поводу свойств модифицированных материалов - как говорят подростки, "фильтруй базар". В том смысле, что нужно смотреть, кто именно чудеса обещает. От Предтеченского я особых глупостей или небывальщины не слышал.
Пардон за оффтопик.

[Сергей Капустин]

Denis Voronin, а чем современные трубки кривые? характеристики их близки к теоретическим. Просто как и всегда, прочность самой молекулы выше чем связей между молекулами. Поэтому если вам нужен космический лифт - либо делайте километровые трубки, либо учитесь плести из них нить, так чтобы сцеплялись как можно лучше. Работы по этим направлениям тоже идут.

кстати, УНТ в пластике - лучший способ обойтись без деффектов и упорядочить полимер. ибо УНт армирует его  выстраивая полимер в межфазовом слое.

Chilik, вообоще-то в районе 130 за грамм.

[Maks]

Металлически водород не получен.Нет его в виде порошка.Нет его и на метеоритах.Значит он не сохраняет свое состояние, после снятия давления.Нестабилен как озон.
Поэтому из него невозможно сделать ракетное топливо

[Сергей Капустин]

Maks, а часто метеориты вылетают из ядра планет-гигантов?

[Maks]

В 2023 г американцы пошлют зонд к астероиду Психея - куску остатка ядра планеты, самомy плотномy астероиду.Тогда  еще раз убедитесь.Никакого металлического водорода нет без огромного давления.Давление снимают и он исчезает.

[Сергей Капустин]

Maks, а где я мог убедится первый раз? эксперимент кто-то повторил уже и давление снял (при охлаждении)?


это не кусок ядра планеты. это кусок планетозимали какой-то. скорее всего он под нужным давлением и температурой никогда и не был.

вы читали работы по этой самой метастабильности? что там сказано об условиях сохранения этой фазы? при какой температуре она должна сохранятся? если вообще должна...      

[Chilik]

Сергей Капустин пишет:

 Chilik , вообоще-то в районе 130 за грамм.

O'k, здесь я просто взял стоимость 100-граммовой упаковки с их сайта (51'114,24 руб.в том числе НДС).
Наверняка для приличных людей за большие партии цена уменьшается.
А однограммовый пробник вообще бесплатен. 

[vlad7308]

Maks пишет:
Металлически водород не получен.Нет его в воде порошка.Нет его и на метеоритах.Значит он не сохраняет свое состояние, после снятия давления.Нестабилен как озон.

Довод неплохой, но не стопроцентно убедительный.

[Denis Voronin]

Сергей Капустин пишет:
Denis Voronin , а чем современные трубки кривые? характеристики их близки к теоретическим. Просто как и всегда, прочность самой молекулы выше чем связей между молекулами. Поэтому если вам нужен космический лифт - либо делайте километровые трубки, либо учитесь плести из них нить, так чтобы сцеплялись как можно лучше. Работы по этим направлениям тоже идут.

Мне кажется или в трёх предложениях вкрались противоречия? Современные трубки мне тем кривые, что из них не сделаешь космический лифт, несмотря на то что якобы "характеристики их близки к рассчётным". ТруЪ нанотрубки это как раз длинные, которые научились плести. Вот когда в магазинах можно будить купить "трос нанотрубочный, д1мм, прочность на разрыв 10т, длина 50м", вот тогда можно будет говорить о том что они есть и используются. А пока что это всё фигня, добавка к прочности имеющихся материалов, но никак не новый конструкционный материал со свойствами на грани фантастики.

Maks пишет:
Металлически водород не получен.Нет его в воде порошка.Нет его и на метеоритах.Значит он не сохраняет свое состояние, после снятия давления.Нестабилен как озон.
Поэтому из него невозможно сделать ракетное топливо

Стабильность понятие относительное. Если он распадается, к примеру, за 100 лет, то по геологическим меркам это нестабильно, а по технологическим - более чем! Современные ракеты заправляют криогенным топливом, в некотором смысле это тоже ни разу не образец стабильности.
К тому же сомнительно что металлический водород может образовываться при ударах метеоритов об воду. Там конечно давления огого, да и термическое разложение воды имеет место быть, но кто сказал что он может образоваться в условиях смеси?

[Сергей Капустин]

Denis Voronin, не вижу противоречия. Слишком длинные трубки может и найдут применение как конструкционный материал, но пока от них толку никакого. В конце концов космический лифт сразу вам никто не обещал. у УНТ масса применений, но в основном они требуют именно малых размеров трубок.

вы же изначально утверждали, что проблема в масштабируемости технологии, я говорю что это не так. она нормально масштабируется для промышленного производства.

[Cepёгa]

Для промышленного производства конструкционных материалов важно иметь дешевое сырьё.
Карбон - до сих пор экзотический материал в силу его дороговизны, а вы предлагаете нанотрубками что-то вязать...

[Владимир Шпирько]

pkl пишет:

Считается, что большие количества металлического водорода присутствуют в ядрах планет-гигантов — Юпитера, Сатурна и крупных внесолнечных планет. Благодаря гравитационному сжатию под газовым слоем должно находиться ядро из металлического водорода.

Не моё, но вспомнилось...
Продам металлический водород - дешево, в любом количестве.
В тару покупателя, самовывозом с Юпитера..

[pkl]

Cepёгa пишет:
Для промышленного производства конструкционных материалов важно иметь дешевое сырьё.
Карбон - до сих пор экзотический материал в силу его дороговизны...

Гм, не знал, что мой зонт столь экзотичен.

[Кубик]

pkl пишет:

Cepёгa пишет: Для промышленного производства конструкционных материалов важно иметь дешевое сырьё. Карбон - до сих пор экзотический материал в силу его дороговизны...

Гм, не знал, что мой зонт столь экзотичен.

И удочки, и тросточки, и лыжные палки..А что, углерод в качестве сырья стал дефицитом? Ох, знал бы Эдисон - лампочек с угольной нитью на век бы заготовил..

[silentpom]

будут людишек в биореактор на карбон перерабатывать

[Cepёгa]

Правильно, потому что цилиндрическая намотка или какие-то плоские детали - дело не хитрое и относительно не дорогое, и при жестких требованиями по массе детали часто делаются из карбона. Но это не значит, что они дешевле, чем если бы были сделаны скажем из стеклопластика или алюминия при той же прочности.

[vlad7308]

Cepёгa пишет:
Правильно, потому что цилиндрическая намотка или какие-то плоские детали - дело не хитрое и относительно не дорогое, и при жестких требованиями по массе детали часто делаются из карбона. Но это не значит, что они дешевле, чем если бы были сделаны скажем из стеклопластика или алюминия при той же прочности.

они дороже
но не потому, что "сырье дорогое"

[Denis Voronin]

Сергей Капустин пишет:
Denis Voronin , не вижу противоречия. Слишком длинные трубки может и найдут применение как конструкционный материал, но пока от них толку никакого. В конце концов космический лифт сразу вам никто не обещал. у УНТ масса применений, но в основном они требуют именно малых размеров трубок.

вы же изначально утверждали, что проблема в масштабируемости технологии, я говорю что это не так. она нормально масштабируется для промышленного производства.

И продолжаю утверждать. Если существует возможности массового производства длинных нанотрубок, то из них можно делать практически всё. Например туристические палатки не 4кг, а 0.5кг. Машины, самолёты, небоскрёбы, да хоть фаллоимитаторы.

[Cepёгa]

vlad7308 пишет:
они дороже
но не потому, что "сырье дорогое"  

Спасибо, кэп.
Если по весу, раз в 20 дороже сплава АМГ6, и где-то раз в 20 дешевле гипотетеческого сырья из нанотрубок, при условии такого же промышленного пр-ва.

[Михаил Вандерер]

Denis Voronin пишет:
И продолжаю утверждать. Если существует возможности массового производства длинных нанотрубок, то из них можно делать практически всё. Например туристические палатки не 4кг, а 0.5кг. Машины, самолёты, небоскрёбы, да хоть фаллоимитаторы.

4кг. это либо дешманская трехместная палатка, либо хорошая четырехместная. Моя двухместная весит 2.6кг. есть забугорные, двухместная весит 1.8кг. но при виде ценника у меня жаба митинг устраивает. Я просто смысла не вижу делать из нанотрубок палатки так как ценник будет приличный, а выигрыш в весе не сильно большой, там одни колышки и дуги килограмм-полтора весят, колышки из нанотрубок не сделаешь.

[Сергей Капустин]

Denis Voronin, глупости вы утверждаете.

я вам говорю:

- нет технологии получения длинных трубок - для космического лифта. Можно вырастить в сантиметры и десятки сантиметров, но они не востребованы сейчас - микронные нужны.

вы говорите:

- технология не масштабируются!

[Сергей Капустин]

Вандерер,   он их просто не представляет. для него это такая проволочка.

 палатка из УНТ? что бы таскать на себе пару литров воды после первого же дождя со всеми запахами потных спальников? или чтобы сразу же отдавала все тело? Как армирующий слой - может быть, но не более. а какое связующее использовать при намотке вибратора? и зачем там собственно трубки? он просто не представляет что это такое,

[Михаил Вандерер]

Сергей Капустин пишет:
Вандерер , он их просто не представляет. для него это такая проволочка.

 палатка из УНТ? что бы таскать на себе пару литров воды после первого же дождя со всеми запахами потных спальников? или чтобы сразу же отдавала все тело? Как армирующий слой - может быть, но не более. а какое связующее использовать при намотке вибратора? и зачем там собственно трубки? он просто не представляет что это такое,

Я в принципе тоже не понимаю для чего там УНТ, вполне достаточно полеэстра с нейлоном. 
З.Ы. так же не представляю что надо со спальником сделать что бы он вонял потом (максимальный срок житья в палатке у меня 23 дня.) мои спальники запахи не держат.

[Сергей Капустин]

Спойлер

Вандерер, это я с лихорадкой отлеживался

[свернуть]

[Denis Voronin]

Мои спальники тоже не склонны вонять:)

Нанотрубки, в моём представлении, это конструкционный материал обладающий огромной прочностью и малым весом. Я ошибаюсь? Если же я прав, то делать из такого материала можно всё где нужно сэкономить на весе или достичь высокой прочности. Т.е. сфера применения описывается как "почти везде". Если бы технология масштабировалась, то оно бы уже было как минимум в военке, например лёгкие непробиваемые бронежилеты.

[Сергей Капустин]

Denis Voronin, нанотрубки - это функциональная добавка в композиты и сплавы, перспективные элементы наноэлектроники, фильтров, защитных покрытий итд.

бронежилеты из них не сделать. максимум - методом порошковой металлургии добавлять их в бронепластины или в кевлар.


вот собственно, нанотрубки. черные хлопья, которые от любого чиха разлетаются по комнате и разваливаются на части.

единственный известный мне способ сделать из них что-то около конструкционное - это аэрогель из унт с графеном. но тут с графеном проблемы. да и то в следствии его специфических свойств универсальным материалом он не будет.

[Chilik]

Сергей Капустин пишет:
... аэрогель из унт с графеном. ...

Первый раз про это слышу.
Пока известные мне применения аэрогеля ограничиваются черенковскими детекторами. Но для этого аэрогель должен быть прозрачным.
Неужели в форме аэрогеля нанотрубки прозрачны? Или там совсем другая область применения? А воду он также не переживает?

[Кубик]

Сергей Капустин пишет: вот собственно, нанотрубки. черные хлопья, которые от любого чиха разлетаются по комнате и разваливаются на части.

Серьёзный их недостаток - ещё и химическая неустойчивость в среде, поскольку "вдоль" это одна молекула, даже атмосферный кислород по атому отщипывает..

[Cepёгa]

Хороший (но дорогой) конструкционный материал из УНТ вышел бы только с какой-то упорядоченной 3D-структурой. Что-то в виде ячейки-тетраэдра.

[Сергей Капустин]

Кубик, это не правда. единственное что может отщипнуть воздух - это аморфный углерод на стенках или конвенционным потоком унести. Нет, если нагреть градусов до 350 и подержать час на воздухе, то кончики у них отгорят,  но не при н.у.

трубки довольно устойчивы. Например, когда я функционализирую их -COOH группами, я варю их в концентрированной азотной кислоте при 140 полчаса. Там максимум кончики отгорают и ряд деффектов по внешнему слою образуется. Если варить 10-15 часов, то потеря массы будет достигать 20-30 процентов, но мне кажется в основном за счет растворения частиц катализатора и аморфного углерода.

Если же вас и это не устраивает никто не мешает функционализировать трубки хлором или фтором - правда, при температуре более 300 большинство функциональных групп от трубок отваливается.

[Сергей Капустин]

Chilik, в статье про этот материал делался упор на механические свойства, и площадь поверхности. Конечно, он мало прозрачен.

Код Выделить Развернуть

[Denis Voronin]

Chilik пишет: 
Пока известные мне применения аэрогеля ограничиваются черенковскими детекторами.

В туристических ковриках ещё. И, если не путаю, на марсоходах в качестве теплоизоляции.

[Сергей Капустин]

Нашел статью по теме:

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/215/1/012194/pdf

кратко.

1. 1700 секунд при 10 МПА, при этом 50% водорода остается диссоцированным.
2. нуждается в разбавлении рабочим телом вроде жидкого водорода или воды (тогда у.и.1100 с), ибо в камере сгорания будет слишком большая температура - выше 6000К.
3. условие разрушение метастабильного состояния - энергия в 1 эВ на атом, или  туннелирование в нормальную фазу. В этом случае просуществует не долго. Что на самом деле - покажет эксперимент.
4. плотность 0.7 грамм на сантиметр кубический (предположительно)
5. Предлагается хранить его в сферическом баке, погруженным в бак с разбавителем (45 % воды от массы металлического водорода)

[L-mik]

Идея такая возникла: этот водород ведь металл, проводит ток. Значит, если он в жидкой фазе, можно по типу левитационной плавки сформировать этакое ведро, или сопло, внутри которого будет идти выделение энергии. А вновь поступающим металлическим водородом формировать стенки. Тогда можно и 6000К делать - магнитная изоляция.

[Сергей Капустин]

L-mik, боюсь что он как разложится)

[L-mik]

Наткнулся тут на информацию (на Успехах Физических Наук), что инициирование термоядерного горения смеси дейтерия-трития возможно и обжатием обычной хим взрывчатки. Но выход настолько мал, что игра не стоит свеч. Но вот если бы существовало вещество с выделением 200-300 МДж на кг, то все поменялось бы в лучшую сторону.
И тут говорят, что мет. водород дает 216МДж на кг ......

Сдается мне, что шарик металлического дейтерия-трития, будучи правильно инициированным, может дать и поболе, чем 216МДж ....

[Max Andriyahov]

Сдается мне, что шарик металлического дейтерия-трития, будучи правильно инициированным, может дать и поболе, чем 216МДж ....

напомнило "пулю из калифорния"

[pkl]

Тааак. История принимает интересный оборот:
Ученые потеряли единственный в мире образец металлического водорода
Хм :oops:

[Chilik]

pkl пишет:
Тааак. История принимает интересный оборот:
 Ученые потеряли единственный в мире образец металлического водорода
Хм  :oops:  

По ссылочке занятный фрагмент:

«Как только мы включили лазер, алмазы разрушились. Один из них превратился в пыль», — объясняет Сильвера.
 «Это одна из проблем, которые уже случались в других командах, но мы считали, что нас это не коснется. Мы уже проводили измерения прежде, но, как видим, что-то со временем изменилось. Вероятно, в алмазах появились дефекты, возможно, это была диффузия водорода. Мы не знаем, что случилось», — заявил Сильвера.

Есть одна известная (мне) технология обработки алмаза, которая использует его высокую реакционную способность с водородом. Аффтары об этом не подозревали?
Кстати, если быть подлым скептиком, то непрозрачный объект между наковален мог оказаться графитовой фазой, куда мог перещёлкнуться метастабильный алмаз.

[Сергей Капустин]

Chilik, авторы наверно понадеялись на низкую температуру.

с чего бы это алмазу при повышении давления опять щелкать в графит?