ΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ ΩΣ ΜΕΤΑΛΛΟ ; ΗΛΕΚΤΡΟΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

Τον περασμένο Ιανουάριο (του 2017), χιλιάδες ειδησεογραφικές πηγές στον κόσμο, τόσο ηλεκτρονικής, όσο και έντυπης μορφής, δημοσίευσαν τα «νέα» της ανακάλυψης και κατασκευής μεταλλικού υδρογόνου από επιστήμονες στο πανεπιστήμιο του Harvard. Πόσο όμως νέα είναι η θεώρηση πως το υδρογόνο έχει μεταλλικές ιδιότητες και πως θα μπορούσε μάλιστα να θεωρηθεί στοιχείο – μέταλλο ανάμεσα στο σύνολο των στοιχείων του περιοδικού πίνακα, φέρνοντας την «επανάσταση» και την αναθεώρηση των έως τώρα δεδομένων στην επιστημονική κοινότητα;

Το υδρογόνο ως μέταλλο από τον Πέτρο Ζωγράφο

Η απάντηση μας έρχεται από τον γνωστό Έλληνα εφευρέτη – καινοτόμο Πέτρο Ζωγράφο, που όχι τώρα, αλλά ήδη εδώ και μερικά χρόνια, έχει διαπιστώσει πειραματικά τις μεταλλικές ιδιότητες του υδρογόνου και εκφράζει την πεποίθηση πως το στοιχείο του υδρογόνου θα μπορούσε να καταταχθεί ανάμεσα σε αυτά των μετάλλων του περιοδικού πίνακα των στοιχείων κάτω όμως από ειδικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

Και είναι βέβαια φανερό πως οι συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας σε διαφορετικά σημεία του Σύμπαντος ποικίλουν τόσο, ώστε να είναι αδύνατον να θεωρούμε φυσιολογικές μόνο τις συνθήκες αυτές του πλανήτη μας. Αντιθέτως οι «φυσιολογικές» συνθήκες των άστρων και κατά προέκταση του Ήλιου μας, θα μας επέτρεπαν να κατατάξουμε τόσο το υδρογόνο στα μέταλλα στοιχεία, όσο και τα υπόλοιπα μέταλλα στοιχεία σε μορφή αερίων – ατμών ώστε να περιγράψουμε αυτό που στην επιστήμη της φυσικής ονομάζουμε «σχετικότητα».

Ο Πέτρος Ζωγράφος θεωρεί πως οι ιδιότητες του υδρογόνου, ως στοιχείο του Περιοδικού Πίνακα, το φέρνουν πιο κοντά στην φύση των μετάλλων στοιχείων παρά των αμέταλλων και αυτό κυρίως λόγο της υψηλής ηλεκτρικής και θερμικής του αγωγιμότητας, αδιαφορώντας για το αν τα περισσότερα μέταλλα στοιχεία σε θερμοκρασία δωματίου (20 βαθμοί Κελσίου), βρίσκονται σε στερεή κατάσταση. Εξάλλου γνωρίζοντας πως πάντα υπάρχουν και εξαιρέσεις, όπως για παράδειγμα ο υδράργυρος είναι υγρό μέταλλο, έτσι και το υδρογόνο κατ εξαίρεση θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως αέριο μέταλλο.

Δείτε παρακάτω αναλυτικά την μελέτη του Πέτρου Ζωγράφου σχετικά με το υδρογόνο ως μέταλλο και την πειραματική απόδειξη των μεταλλικών ιδιοτήτων του:

ΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ ΩΣ ΜΕΤΑΛΛΟ
Πειραματική απόδειξη των μεταλλικών ιδιοτήτων του Υδρογόνου από τον Πέτρο Ζωγράφο

Η ιστορία του υδρογόνου

Το υδρογόνο ή αλλιώς «ο σπόρος του σύμπαντος», γεννήθηκε ανάμεσα στα τρία έως είκοσι λεπτά μετά την έναρξη της διαστολής του σύμπαντος, γνωστή και ως Μεγάλη Έκρηξη.

Το έργο αρχίζουμε να το παρακολουθούμε από κάποια δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, φωτόνια και νετρίνα είχαν δημιουργήσει μια συμπαντική «σούπα», όπως επικράτησε να αποκαλείται αυτή η κατάσταση. Μια σούπα που όμως διαστελλόταν και διπλασιαζόταν σε όγκο μέσα σε μερικά δευτερόλεπτα, (ενώ τώρα που το σύμπαν είναι περίπου 15 δισεκατομμυρίων ετών σε ηλικία και η ταχύτητά του δεν συγκρίνεται με τότε, για να διπλασιαστεί θα πρέπει να περάσουν περίπου 18 δισεκατομμύρια χρόνια). Η μεγάλη ταχύτητα διαστολής λοιπόν δεν επέτρεπε να δημιουργηθούν εξαρχής τα πιο πολύπλοκα άτομα των στοιχείων που γνωρίζουμε σήμερα. Έτσι, η πρώτη συγκροτημένη μορφή, που ενεργειακά ευνοείται από τις τότε συνθήκες, είναι ένα πρωτόνιο συνδεδεμένο με ένα νετρόνιο. Αυτός είναι ένας πυρήνας Δευτερίου. Και από δύο πυρήνες Δευτερίου στις τότε συνθήκες μπορούσαν να προκύψουν οι πυρήνες του στοιχείου Ήλιον, όπου έχουμε δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια γερά συνδεδεμένα μεταξύ τους.

Το Δευτέριο όμως πως δημιουργήθηκε; Δημιουργήθηκε από πρωτόνια. Διότι κατά την προσέγγισή τους και κάτω από κατάλληλες συνθήκες μπορούσαν να δημιουργούν έναν σταθερό πυρήνα όπου όμως το ένα πρωτόνιο εκπέμπει ένα ποζιτρόνιο, (δηλαδή ένα σωματίδιο ισοδύναμο με το ηλεκτρόνιο σε ποσότητα φορτίου αλλά θετικό) και μετατρέπεται σε πρωτόνιο. Άρα το πρώτο στοιχείο που εμφανίστηκε στο σύμπαν ήταν το υδρογόνο και αυτό έδωσε το ισότοπό του Δευτέριο.

Από εκεί δημιουργήθηκε το στοιχείο Ήλιον, στα πρώτα βήματα του σχηματισμού του σύμπαντος. Σήμερα το υδρογόνο συνεχίζει να είναι το καύσιμο που αναλώνεται στο Ήλιο αλλά και σε κάθε άστρο του σύμπαντος δηλαδή στους δημιουργούς των πάντων. Στον δικό μας Ήλιο, σε θερμοκρασία 13 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου και πυκνότητα 200 κιλών ανά λίτρο. Αυτό το καύσιμο υδρογόνο ορίζεται επιστημονικά, τόσο ως η κύρια πηγή ενέργειας στο σύμπαν μας, όσο όμως και πηγή ζωής.

 Η ονοματολογία του υδρογόνου

Σε ελληνικές λέξεις κατέφυγε το 1778 ο Γάλλος Αντουάν Λαβουαζιέ (1743 – 1794). Δηλαδή στο «ύδωρ» και το «γένος» για να βαπτίσει μαζί με τους Μορβό, Φουρκρουά και Μπερτολέ το στοιχείο που όταν αντιδράσει με το οξυγόνο προκύπτει τελικά το νερό.

Το υδρογόνο στην ζωή μας

Εκτός από το ότι είναι το πιο διαδεδομένο στοιχείο στο ορατό σύμπαν, συμμετέχοντας στη σύνθεση των υδρατμών που περιβάλλουν τη Γη, βοηθάει στο να παραμένει η μέση θερμοκρασία του πλανήτη μας στους υποφερτούς +15 βαθμούς Κελσίου αντί για -20 περίπου. Όμως η πιο βασική του αρετή για την ζωή μας είναι ότι φτιάχνει τους δεσμούς υδρογόνου, όπου άτομα υδρογόνου από ένα μόριο μπορούν να έλκουν άτομα υδρογόνου από άλλο μόριο. Το μόριο του νερού, για παράδειγμα, είναι αρκετά ελαφρύ, οπότε το νερό θα ήταν δυνατόν να βρίσκεται σε αέρια κατάσταση ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου, όμως λόγω των δεσμών του υδρογόνου τα μόρια συγκρατούνται αρκετά κοντά ώστε να συγκροτούν ένα υγρό.

Η Διπλή Έλικα του DNA οφείλει τη δομή της και στους δεσμούς υδρογόνου, ενώ επίσης στις πρωτεΐνες από τους μυς και τον εγκέφαλο ως τα ένζυμα συναντούμε δεσμούς υδρογόνου.

Το υδρογόνο μπορεί να υπάρξει ακόμη και σε «μεταλλική» μορφή. Όταν πάρουμε ένα στρώμα υγρού υδρογόνου με πάχος μόλις μισό χιλιοστό και το υποβάλουμε σε πίεση 2 εκατομμυρίων ατμοσφαιρών, διαπιστώνουμε πως μπορεί να περάσει από μέσα ηλεκτρικό ρεύμα σαν να ήταν ένας μεταλλικός αγωγός.

Εllo

(αποσπάσματα ηλεκτροφασματικής θεωρίας ενόψει δημοσίευσης)

 

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ: 

Με πρωτοβουλία Ανώτατων και Ανώτερων Εκπαιδευτικών Ιδρυμάτων της χώρας αρχίζει τις επόμενες εβδομάδες ένας κύκλος διαλόγου και ενημέρωσης σε επιστημονικές συνεδρίες και συναντήσεις επί των καινοτομιών της ομάδας του Πέτρου Ζωγράφου σχετικά με το υδρογόνο και τις εφαρμογές του, καθώς και για θέματα δημοσίευσης της ηλεκτροφασματικής θεωρίας..

Πετρος Ζωγραφος

A team of scientists say they have successfully turned hydrogen into a metal, potentially confirming a prediction made 80 years ago.

In 1935, scientists predicted that the element hydrogen could become a metal if subjected to enough pressure. Teams have been attempting to confirm the prediction ever since, but have not been able to construct a vise capable of squeezing the element enough without breaking the equipment.

But a team of scientists at Harvard University published a paper this week in the peer-reviewed journal Science saying they managed to squeeze hydrogen in a diamond vise to the point that the element became reflective, a key property of metals.

The study is not merely a parlor trick. Metallic hydrogen is thought to be a superconductor, meaning it could conduct electricity without any resistance. Electricity traveling through normal circuits loses energy to resistance overtime, often in the form of heat. This is why it is harder to send electrical currents (say, through the electricity grid) over long distances than short ones. But a current traveling through a superconducting material loses nearly zero energy.

Superconductive metals are used to make the magnets for devices such as hospital MRI machines and particle accelerators such as CERN. The trouble with many superconductors is that the materials now used need to be cooled to extremely low temperatures in order to work, which is expensive.

It is also possible that metallic hydrogen material may be "metastable," according to Science Magazine. This means that, once formed, it may retain its metallic properties even at normal temperatures and pressure levels, like diamonds. If so, it could conduct electricity at nearly 100 percent efficiency in normal conditions. Again, this could dramatically reduce the costs of transferring electrical currents, meaning more powerful and efficient electric motors, and a far more efficient electrical grid.

Scientists have been searching for such a material almost as long as they have known about superconductivity.

Of course, the study has its critics. Eugene Gregoryanz, a physicist at the University of Edinburgh, told Science Magazine he sees a several problems with the experiment's procedures.

"The word garbage cannot really describe it," said Gregoryanz, of the experiment.

The video below, from Harvard, discusses the discovery in detail:

CNBC