کشف هیدروژن فلزی، سبک‌ترین فلز سوپرهادی الکتریسیته که دنیای تکنولوژی را متحول می‌کند

هیدروژن اولین عنصر جدول تناوبی مندلیف با وجود تنها الکترون خود که در تئوری کلاسیک در تنها لایه‌ی الکترونی قرار گرفته، بیشتر شبیه فلزات است. به همین علت است که هیدروژن در گروه یک و بالاتر از لیتیوم و سدیم و پتاسیم قرار دارد.

هیدروژن گاهی رفتار فلزی از خود نشان می‌دهد؛ به این معنی که تنها الکترون خود را در اختیار اتم‌های نافلز مثل اکسیژن و فلوئور قرار می‌دهد. در دمای پایین هیدروژن حالت مایع پیدا می‌کند و در حالت معمول، یک گاز اشتعال‌پذیر و البته بسیار سبک است. محققین اکنون به حالت جامد هیدروژن رسیده‌اند که شاید کشفی علمی با کاربرد کم تلقی شود؛ اما توجه کنید که این کشف علمی، یک رویداد صرفاً جالب و خواندنی نیست، بلکه پتانسیل متحول کردن دنیای تکنولوژی در آن نهفته است!

سال‌ها یا بهتر بگوییم، دهه‌ها از مطرح شدن تئوری هیدروژن جامد گذشته و حالا برای اولین بار این تئوری رنگ واقعیت می‌گیرد. شکل‌گیری هیدروژن جامد چندان با شکل‌گیری الماس فرق ندارد. به فشار بسیار زیاد نیاز است. در مورد هیدروژن فشار ۴۹۵ گیگاپاسکال نیاز است! فشاری که بنابر تخمین‌ها بیش از فشاری حاکم بر مرکز کره‌ی زمین است!

نتیجه ماده‌ای هادی و بسیار فشرده است. این ماده meta-stable‌ است؛ به این معنی که با حذف فشار، حالت مایع و سپس گاز به خود نمی‌گیرد. درست مثل الماس که پس از برداشته شدن فشار به حالت قبلی خود برنمی‌گردد. این پایداری، محققین را به کاربردهای جالب ماده‌ی نادری که کشف شده، امیدوار می‌کند.

مشکل اغلب مواد هادی این است که انرژی را تلف می‌کنند. ممکن است تا ۱۵ درصد انرژی الکتریکی به صورت گرما تلف شود. هیدروژن فلزی، ماده‌ی جدیدالظهور دنیای علم، این مشکل را ندارد و می‌تواند در دمای معمولی اتاق به صورت جامد باقی بماند و به خوبی الکتریسیته را هدایت کند. شاید به نظر برسد که ۱۵ درصد اتلاف گرما مهم نیست، اما جالب است بدانید اغلب تراشه‌ها به علت تولید گرما نمی‌توانند در سرعت‌های بالاتر کار کنند. حتی اگر ۱۵ درصد به ۱۰ یا ۵ درصد تبدیل شود هم اتفاقات مهمی می‌افتد. مثلاً گرمای تولید شده نصف می‌شود و می‌توان سرعت کلاک را افزایش داد.

کاربرد دیگری که برای هیدروژن متالیک متصور است، به صنایع فضایی مربوط می‌شود. انرژی بسیار زیادی که برای ساخت هیدروژن فلزی صرف شده در فرآیند عکس می‌تواند آزاد شود و در سیستم پیش‌رانش موشک‌ها استفاده شود.