失去光澤金屬

失去光澤金屬,通常,固體融化體積變大,壓強增加,固體的熔點也增加。但是金屬鈉有反常的融化特性。很早以前對固態鈉的融化曲線的的實驗測量就發現過反常的,壓強導致的熔點降低,固態鈉在30GPa下的熔點是1,000K,在120GPa時則降到室溫293K。在一系列新的先進量子模擬研究中,勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科學家們揭示了其中的原理。

實驗

勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)開展的這項研究進行了一系列分子動力學模擬:從5GPa到120GPa,從低溫到1500K,模擬研究壓縮態金屬鈉的結構和電子殼層改變,這些改變正式導致鈉的反常融化曲線的原因。開始加壓的初期,液態鈉的密度變大,當壓強達到65GPa時。液態鈉的結構開始發生轉變,鈉原子聚合結構從新排列,電子結構也隨之改變,電子會偶爾被困在液態鈉內部的空隙中並導致鈉原子之間的結合鍵改變。由此會導致液態鈉的導電率下降3個數量級。

結論

“我們發現液態鈉就像固態鈉一樣會發生一系列結構和電性質轉變,但是發生轉變的壓強要低得多。”ERIC said
“這種行為是一個全新的發現,通常認為金屬的密度都是隨著壓強增大而變大,”Raty said

Eric Schwegler和他以前的同事,Stanimir Bonev,現在在加拿大 新斯科舍 達爾豪西大學任職, 和比利時FNRS大學的Jeans-Yves Raty 3人一同在9月27日的自然雜誌上發表了這項發現。

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