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能为我们带来什么

高压科学研究
2001-08-20 来源:光明日报 郑志君 徐劲松 我有话说


近年来,由于一系列高压实验技术的突破,高压科学技术成为发展高技术产业的重要推动力,有专家预言:高压科学将是人类认识自然、开启宇宙之门的钥匙,高压科学的任何突破都将导致人类知识的创新。前不久,第18届国际高压科学与技术会议在京召开,各国与会代表向人们展示了该领域研究的最新成果,引起大家的普遍关注。

高压科学诞生于20世纪初,由于其广阔的应用前景,自上世纪末起,受到了世界各国越来越多科学家的重视。在高压条件下,将使所有的物质材料都产生根本性变化。比如最为人们所知的石墨和金刚石都是由碳构成的,但是柔软的石墨在高压下就会变成世界上已知的最为坚硬的物质———金刚石。

吉林大学物理科学学院的许大鹏教授向我们解释,压力是独立于温度、化学组分的第三个物理学参量,当压强达到一万个大气压时,我们将其称为高压。它可以非常有效地使原子间距离缩短、相邻电子的轨道重叠增加,进而改变物质的晶体结构、电子结构和原(分)子间的相互作用,使之达到高压平衡态,形成全新的物质状态。这些物质多具有异于常压物质的结构和新颍的物理、化学性质。由此,高压可以为我们提供超出现有材料数倍的新物质,为寻找特殊用途的新材料提供了丰富的来源。

那么,具体到各个领域,高压的重要作用都有怎样的体现呢?许教授说,高压科学可以用来探索地球内部结构,通过实验模拟寻找火山、地震爆发的规律;在超导研究方面,目前已经得到的所有高温超导体,将近一半是在高压条件下合成出来的,许多常压下不超导的合金,在高压下会转变为超导体。高压在开发探索高温超导体中处于不可替代的重要地位,而其技术的延展则可以用来合成新物质。来自应用物理与计算数学研究所的副研究员刘海风女士告诉记者,高压科学可以应用于石油勘探、武器研究和临床医学,它可以使导弹在爆炸的瞬间产生巨大的威力,威力之大甚至可以用来阻止小行星对地球的撞击,而高压氧则能治疗糖尿病。

我国在高温超导方面的研究水平处于国际前沿,而依托于吉林大学的国家超硬材料重点实验室则在高压科学的研究方面全国领先。许教授向我们透露,他们在探索稀土材料新结构新性能方面已经有50多个新项成为行业标准,另有8个准晶中间亚稳相的发现居于全国乃至世界第一。中科院物理所联合化学所、感光所等有关科研单位也已组建了“北京高压科学研究中心”,将在我国对高压科学的研究上发挥重要作用。

随着各国科学工作者对高压科学研究的不断深入,新技术将不断被掌握,新材料也会层出不穷,人类秉持着高压科学这把开启宇宙之门的新钥匙,揭开宇宙神秘面纱,开启宇宙之门的梦想并不遥远。

 

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