科學家發現金屬居然同時存在著兩種形態(液態固態)
2024-01-30 15:23:16
在我們的世界裡,物質的基本形式是氣體、固體和液體,而且真的沒有其他形式可以想到。一般來說,一種物質一次只能以一種形式存在,要麼是氣體,要麼是固體,要麼是液體。但是今天,科學家說一種物質可以同時以兩種形式存在,固體和液體。這是什麼物質?我肯定有人等不及了。愛丁堡大學的物理學家安德裡亞斯·赫爾曼告訴《國家地理》雜誌,這種物質是一種叫做鉀的普通金屬。通過施加極端的壓力和溫度,它可以出現兩種形式,固體和熔融。物理學家安德裡亞斯·赫爾曼將其比作充滿水的滴水海綿,但海綿也是由水構成的。在自然界中,鉀是一種以固體形式存在的簡單物質。但當簡單金屬遇到極端條件時,會發生奇怪的事情。例如,鈉,一種導電金屬,在高壓下充當絕緣體,鋰在高壓和低溫下充當超導體。
在其自然狀態下,鉀原子形成了複雜的排列,五個原子管在一個正方形,四個在角落,一個在中間,它們之間有鏈。但當加熱時,這些鏈會消失,研究人員稱之為「鏈融化轉變」。鉀鏈的消失由有序態變為無序態。
為了更深入地了解發生了什麼,研究人員使用強大的計算機模擬來觀察2萬個鉀原子在極端條件下的行為。當壓強和溫度足夠高時,當你達到2到4千兆帕斯卡時,鉀原子仍然是對齊的,鉀鏈仍然是連接的。在400到800開爾文的溫度下,它們仍然是有序的固體,但鉀鏈會融化成無序的液體狀態。研究小組稱這種新狀態為「鏈融」。科學家赫爾曼說,鉀是最簡單的金屬之一,但如果擠壓它,它會形成非常複雜的結構。形成一種不尋常但更穩定的狀態,部分固體和部分液體,鉀的新狀態在未來將有多種應用。這項研究將發表在《美國國家科學院院刊》上。