加拿大和日本的一个团队取得了一项突破性成就:首次观察到分子氢的超流性。这种现象以前只在氦中观察到,指的是一种物质在流动时没有阻力,就好像它的粒子没有相互作用一样。
超流性发生在某些流体接近绝对零度时,经历相变,进入零粘度的状态,从根本上改变了它们的行为。英属哥伦比亚大学的桃濑隆昌教授表示:“这一发现加深了我们对量子流体的理解,并可能启发更有效的方式来储存和运输氢气,以用于清洁能源。”
为了克服氢气在-259°C时凝固的难题(远高于绝对零度-273.15°C),该团队将小簇氢分子限制在氦纳米液滴中,达到-272.25°C。然后,他们将一个甲烷分子引入氢簇中,并使用激光脉冲旋转它。
旋转的甲烷分子充当了一个指标:其无摩擦旋转表明周围氢的超流体行为。事实上,当簇中含有15到20个氢分子时,甲烷可以无阻力地旋转,证实了超流状态。
虽然直接应用并非立竿见影,但超流体氢的无摩擦流动可能会启发氢气运输和储存的新技术,这对于推进清洁能源解决方案至关重要。氢气被用于只排放水的燃料电池中,但在生产、储存和运输方面面临基础设施挑战。这一发现可能为实际的清洁燃料选择铺平道路。