是的,你沒看錯(cuò),美國SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室剛剛發(fā)現(xiàn)了新化學(xué),意外創(chuàng)造出了一種地球上從未有過的物質(zhì):氫化金,顛覆了我們對黃金——這個(gè)星球上最穩(wěn)定、最高冷金屬的所有認(rèn)知。
黃金和氫氣,這兩種看似八竿子打不著的元素,在科學(xué)家們的“暴力逼婚”下,歷史性地“牽手”成功了。這項(xiàng)研究發(fā)表在8月4日《應(yīng)用化學(xué)國際版》上。
◆ 01 一場搞砸的實(shí)驗(yàn),卻意外煉出了仙丹
說出來你可能不信,這場足以載入史冊的發(fā)現(xiàn),源于一次徹頭徹尾的意外。
科學(xué)家們最初的目標(biāo),根本不是黃金。
他們的劇本是這樣的:把最簡單的碳?xì)浠衔铮ň褪翘烊粴?、塑料的那些基本成分)放進(jìn)一個(gè)叫“金剛石對頂砧”的神器里,給它施加比地球核心還恐怖的壓力,再用強(qiáng)大的X射線激光像用微波爐熱飯一樣,“叮”一下加熱到幾千度高溫。
他們想看看,在那種神仙打架的環(huán)境下,碳?xì)浠衔飼粫粔赫コ鲢@石。
那黃金是干嘛的呢?實(shí)驗(yàn)里那層薄薄的金箔,其實(shí)就是個(gè)“工具人”。因?yàn)樘細(xì)浠衔锊辉趺次誜射線,所以科學(xué)家讓金箔當(dāng)個(gè)“暖寶寶”,負(fù)責(zé)吸收熱量再傳給主角。
然而,實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來后,所有人都傻眼了。
鉆石是出來了沒錯(cuò),但數(shù)據(jù)里出現(xiàn)了一些鬼魅般的神秘信號。經(jīng)過分析,一個(gè)驚人的結(jié)論浮出水面:
當(dāng)“暖寶寶”的金箔,竟然和碳?xì)浠衔锢锓纸獬鰜淼臍湓铀奖剂?,搞出了一個(gè)全新的家庭——?dú)浠穑?/p>
本來想煉丹,結(jié)果煉出了仙丹。科學(xué)最迷人的地方,往往就在于你永遠(yuǎn)不知道下一個(gè)拐角會遇見什么驚喜。
◆ 02 為什么說,這事兒大到能上教科書?
你可能會問,不就是搞出個(gè)新東西嗎,至于這么激動?
至于!因?yàn)檫@徹底顛覆了黃金在我們心中的“人設(shè)”。
從古埃及法老的黃金面具,到你手上的金飾,幾千年來,黃金的代名詞就是“永恒”和“穩(wěn)定”。它不生銹、不腐蝕,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定得一批,是化學(xué)界的“高冷男神”,誰都撩不動。
也正因如此,它才被用作實(shí)驗(yàn)里的“工具人”。誰能想到,這個(gè)最穩(wěn)重的“工具人”,居然在關(guān)鍵時(shí)刻搶了主角的戲份?
這說明什么?
說明我們過去所有的化學(xué)規(guī)則,都只是在地球常溫常壓這個(gè)“新手村”里總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)。一旦把環(huán)境參數(shù)拉到“地獄模式”,比如行星內(nèi)部或者恒星核心,萬物皆可化學(xué)反應(yīng),連黃金也不例外。
在極端的世界里,沒有永恒的規(guī)則,只有變化的現(xiàn)實(shí)。黃金的“金身不敗”,只是因?yàn)槲覀兘o它的考驗(yàn)還不夠嚴(yán)酷。
◆ 03 這個(gè)氫化金,到底是個(gè)什么玩意兒?
這個(gè)新誕生的氫化金,性質(zhì)也相當(dāng)“魔幻”。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),它處于一種叫“超離子”的奇特狀態(tài)。
金原子搭好了穩(wěn)固的“骨架”,而氫原子則在里面像液體一樣自由流動。
你可以想象在一個(gè)巨大的公寓樓(金原子組成的固定晶格)里,住著很多氫原子,但它們?nèi)伎牧伺d奮劑,不在自己房間待著,而是在整個(gè)大樓的走廊里瘋狂亂竄。
更有趣的是,這種化合物是個(gè)“見光死”。它只在極端高壓高溫的“聚光燈”下存在。一旦溫度和壓力降下來,氫原子立刻“各回各家”,氫化金瞬間分解,變回平平無奇的金和氫。
這也就是說,氫化金就像一個(gè)只活在舞臺上的超級英雄,燈光一關(guān),立刻變回那個(gè)擠地鐵的普通人。
◆ 04 從這顆“金蛋”里,我們能孵出怎樣的未來?
這場美麗的意外,為人類打開了至少三扇通往未來的大門:
一把窺探宇宙深處的鑰匙
木星、土星這樣的巨行星內(nèi)部,就充滿了高密度的氫。我們一直不知道它們在里面是什么狀態(tài)?,F(xiàn)在,通過研究氫化金里氫的行為,我們等于有了一個(gè)模擬器,可以間接“看”到行星內(nèi)部的秘密。
一張點(diǎn)亮未來的能源藍(lán)圖
太陽發(fā)光發(fā)熱,靠的是核聚變。人類夢寐以求的“人造太陽”也是基于這個(gè)原理。核聚變的關(guān)鍵,就是搞懂氫在極端條件下的表現(xiàn)。氫化金的研究,無疑為這條終極能源之路提供了寶貴的線索。
一本創(chuàng)造全新材料的秘籍
既然連黃金都能被“策反”,那還有什么不可能?這意味著,在極端條件下,元素周期表可能會變成一個(gè)全新的“樂高玩具盒”,我們可以拼出無數(shù)種超乎想象、擁有神奇功能的新材料。
每一次偉大的科學(xué)突破,都源于對已知邊界的一次勇敢試探。今天,這場意外的實(shí)驗(yàn),讓我們看到了一個(gè)遠(yuǎn)比我們想象的更加瘋狂和精彩的化學(xué)世界。
黃金不再“永恒”,而科學(xué)的探索,永無止境。
參考文獻(xiàn):
Frost, M., Abraham, K.,et al.Synthesis of Gold Hydride at High Pressure and High Temperature. Angewandte Chemie International Edition. DOI: 10.1002/anie.202505811
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