來源：科技日報
氫納米團簇展示了“超流體”特性（藝術圖）。
圖片來源：日本理化學研究所
科技日報北京2月25日電 （記者劉霞）一個國際科研團隊首次在實驗環(huán)境中觀察到低溫條件下氫納米團簇展示出“超流體”特性，這意味著氫原子能夠在沒有阻力的情況下流動。在此之前，這種量子狀態(tài)僅在氦中被觀測到。詳細成果發(fā)表在最新一期《科學進展》雜志上。
該團隊指出，這一發(fā)現極大地增強了人們對量子流體的理解，并可能推動更高效的氫儲存和運輸方法的發(fā)展，從而進一步促進氫能經濟的進步。
早在1936年，科學家就發(fā)現了氦在低溫環(huán)境下具有“超流體”特性，即氦原子能夠無摩擦地穿過非常狹窄的通道。1972年，諾貝爾獎得主、蘇聯物理學家維塔利·金茲堡預測，液態(tài)氫也可能會展示出相似的“超流體”特性。然而，由于氫在零下259攝氏度時會變成固體，因此一直未能直接觀察到它的“超流體”特性。
在最新研究中，由加拿大不列顛哥倫比亞大學、日本理化學研究所和金澤大學團隊創(chuàng)建了一個納米級的極冷實驗室環(huán)境。他們將少量的氫分子封閉在溫度低至零下272.25攝氏度的氦納米液滴中，確保即使在如此低溫下氫也能維持液態(tài)。然后，通過將甲烷分子嵌入這些氫團簇內，并使用激光脈沖使它們旋轉。
實驗結果表明，當大約15到20個氫分子形成團簇時，甲烷分子可以在其中毫無阻力地自由旋轉，這標志著氫轉變?yōu)榱恕俺黧w”。而且，實驗觀測的數據與理論預測完美匹配。
作為一種清潔且可再生的能源，氫燃燒后的產物只有水，不會產生任何污染物或溫室氣體，因此被譽為“終極能源”。然而，氫的生產、儲存和運輸仍然是亟待解決的重大挑戰(zhàn)。此次關于氫“超流體”特性的發(fā)現為開發(fā)更加有效的氫運輸和儲存技術提供了新的可能性。