摘要 1月8日,2015年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行,一大批重大科技成果“榜单”揭晓。据了解,吉林省共有10个项目获国家科学技术奖。其中,由吉林大...
1月8日,2015年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行,一大批重大科技成果“榜单”揭晓。据了解,吉林省共有10个项目获国家科学技术奖。其中,由吉林大学主持完成的科研项目“高压下钠和锂单质及二元化合物的结构与物性”,获2015年度国家自然科学奖二等奖。
(a)高压下绝缘体钠的hP4结构图;(b)高压下绝缘体钠的差分电荷密度图,钠的价电子受芯电子的库仑排斥作用被束缚到晶格间隙之中,无法自由运动,钠失去了金属特性。
金属钠在110万大气压下具有金属光泽,在130万大气压下变成黑色,在200万大气压下变的透明。(以上图片由吉林大学超硬材料国家重点实验室提供)
吉林大学长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、项目负责人马琰铭表示,同一个材料在不同的高压条件下,会有一个崭新的“未知世界”,而一旦它变为新的结构便会具有新的功能和性质。
“现在人们所熟知的很多不导电的材料,在足够高的压力下都会变为导体,这一基本规律已经被人们广泛接受和认可。但经过多年研究,我们发现了一个逆现象。导电性很好的金属纳,在高压下会变成一个透明的绝缘体,也就是从‘导电’转变为‘不导电’,可以说这个发现给人们的认知提供了一个反传统的认识。”
在马琰铭看来,宇宙星体、地球内部都处于高压状态,这项研究对于理解处于高压状态下一些物质的行为具有重要意义,特别是为研究星体和地球内部构造提供了理论支持。“要想认知星体和地球内部的组成和构造,就必须开展高压研究。从科学角度来说,这个发现解决了高压极端条件物理研究领域的一个重大问题。而项目中的材料在高压条件下的种种变化,也都将是我们窥探宇宙星体结构的一个窗口。”
据了解,该项目在研发过程中阐述其核心内容的论文《Transparent dense sodium》(中文译名:透明的致密金属钠)于2009年发表在国际权威期刊《自然》(Nature)上,这也是吉林大学建校以来,首篇发表在《自然》期刊上的论文。
此外,该项成果还入选2009年中国基础研究十大新闻和2010国家“十一五”重大科技成就展,被国际同行作为高压下新现象和新效应的范例引用,写入美国二十一世纪压缩科学的需求与挑战研讨会的总结报告。(完)