氢气，液氢，金属氢

氢，我们听说过，见到过它的用处。节日的时候，往往会看到许多氢气球升到空中，越飘越远，消失在视线以外。

关于氢，你知道些什么？

氢很轻，可以做氢气球。不过，不能让氢气球相互碰来碰去，一不小心，它就会爆炸。

氢还是未来的能源，也许能用氢去开动汽车，也许能用来当作核聚变的燃料……

关于氢，你不知道的是什么？

也许你不知道，氢也会成为金属。是的，成为金属氢，像金银铜铁锡那样的金属。

乍一听，有些突然，气体的氢怎么与金属扯到一起了。细细想，这也不算荒唐。气体、液体、固体，这三种物质形态原本是可以互相转化的。我们最熟悉的水是液体；加热到100℃，就成了气体；冷却到0℃以下，就冻成了冰。

日常生活给人的经验是，温度下降，越来越冷，气体向液体转化，液体向固体转化。现代生活还给人一个经验，对煤气施加压力，煤气就被压成液体，装在液化气罐里。

生活经验是符合科学规律的，降低温度、加大压力都可以使气体转化为液体，由液体转化为固体。根据这个科学规律，100多年前就有作家在小说中描绘了氢气可以变成金属氢，在他笔下，金属氢还能飘浮在空中，闪闪发亮。

作家写小说，想到了就可以写，不需要严格证明，是幻想，不是预言。1926年，英国物理学家贝纳尔却做出一个预言：只要有足够大的压力，任何元素都能变成金属。

这个预言真是胆大如天，“任何元素”的说法是不是太过分了。搞科学研究，付诸实践的行动，还得谨慎一些，先不说“任何元素”，哪怕只要挑一种元素来试试就够，这个元素就是氢。

在预言的提示下，1935年有科学家从理论上进行了计算，能使气球升空的氢气，若要转化为金属氢，首先要降低温度，降到-260℃。同时要加大压力，加大到250万个大气压或是更高一些。

这么高的压力，很难制造出来，地核中心的压力是350万个大气压，人造压力要达到250万个大气压，还办不到。这样，实现这个预言的努力就停了下来，一直停了50多年，才总算在实验室里实现了这个目标。

实验的时候，科学家把高纯度的氢气通入一个超高压装置，在-268.8℃的时候，加大压力，观察到氢气变成了黑色的固体，夹在两个透明的金刚石压砧之间。这个“黑色的固体”体积太小了，只是一个薄片，非常薄的薄片。

它是金属氢吗？

是金属，就应该能够导电。因为金属氢体积太小，测量导电性时，不敢直接用导线连接，怕发生短路测不准，只能用间接的方法，测量出氢的电阻率突降到了原来的百万分之一，证实了氢已经成为导电的金属。

因为是间接测量，引起了一些人的怀疑，认为实验中施加的压力恐怕不够大，或者说实际没有达到预定的压力。是不是真的得到了金属氢，还有两种说法：得到了和没有得到。

争论是有益的，仔细分析论点，大家都认为，降低温度加大压力的确能使气体氢转变成金属氢。只是现在的实验还不能那么确定，还不能保证得到更多的金属氢。

这个实验更多的是给人以启示和希望，甚至使人激动。科学家们看出来，通过加大压力使气体氢变为金属氢以后，减小压力或撤去压力，金属氢仍然会保持稳定的金属状态。

如果真的是这样，金属氢就会成为人们梦寐以求的超导材料。现今的超导材料大多要求温度低到零下一二百摄氏度的条件，才能实现超导，而金属氢在一二十摄氏度时，电阻就接近于零，就能实现超导。

金属氢还可能成为高密度、高储能的燃料，金属氢的储能密度大约是液态氢的8倍。目前，我国的长征三号火箭、美国的航天飞机都采用液氢作为燃料。如果用金属氢来代替液氢，火箭的重量将大大减轻，体积也能缩小了。

金属氢的储能密度是TNT炸药的30倍～40倍，用它直接作为炸药，那可了不得。不过，这有点可惜。用金属氢来造氢弹，氢弹就会体积更小，威力更大。不用来造氢弹，也可能成为未来受控核聚变的材料。

究竟氢能不能变为金属，目前还无法确定。不过，能把氢变为金属的预言，已经使人类开阔了眼界，看到了大量存在于地球上的氢，大量存在于宇宙中的氢，迟早有一天会得到利用，而且是以许多人想不到的方式被加以利用。