高压挤出锇的秘密—X射线实验表明地球上最不可压缩金属特有的行为
由拜罗伊特大学领导的一支国际研究团队与其合作者共同获得了实验室可获得的最高静压力:通过这种具有超高压力的装置,研究人员探究了770Gpa条件下金属锇的一些性质。
令人惊异的是,锇并没有因此而改变其晶体结构,但是电子之间接触非常紧密,因此相互之间互相接触。该研究发表在《自然》杂志上,对于人们进一步理解高压下物质的物理和化学性质有非常重要的作用。
金属锇是最特殊的化学元素之一,具有非常高的密度,最高的结合能、熔融温度和非常低的可压缩性—就和金刚石一样几乎不可压缩。由于其超高的硬度,锇可被用于需要硬度非常高的合金中。“众所周知高压可以影响化学元素的性质。如钠金属可能会变成透明绝缘体;而气体例如氧气等会凝固变成导体,甚至超导体。和其他元素一样,人们也认为锇在高压条件下会改变其晶体结构。”Natalia Dubrovinskaia说。在该实验中,科学家使用一种装置来产生超高压,在室温下所获得的高压可达到400GPa甚至770GPa。团队使用X射线来探测这种极端条件下的样品。研究表明,锇表现出了一种超乎寻常的结构稳定性,甚至在770GPa的条件下也不改变晶体结构。
“该研究表明,超高静压力可以使得核内电子发生相互作用,这种对于核内电子的影响的能力使得研究人员可以进一步寻找新形势的物质。”Dubrovinsky说。
“在过去的20年间,宇航员发现了数以千计的星球,几乎所有的星球都比地球要大。在双级金刚石压腔和高强度X射线的帮助下,我们可以检测大多数极端情况下各个星球的岩石组成,从而可以获得很多星球演化的信息。”Hanns-Peter Liermann说。
新材料在线编译整理——翻译:杨超 校正:摩天轮
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