氢和氮，未来的理想能源

    目前，科学家们致力于研究含能材料。含能材料广义上指蕴含有大量可释放化学能的一类物质，主要类别包括发射药、推进剂、炸药、烟火剂等。现代的含能材料更多的是指含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物，能独立地进行化学反应并输出能量的化合物或混合物。

    聚合氮和金属氢是科学家重点研究的含能材料。

    聚合氮具有所含能量高、密度高、生成物为清洁的氮气等优点，是未来火箭推进剂的理想燃料，然而，聚合氮并不容易获得，理论上它的生成条件像形成金刚石那样苛刻，但是大自然中有金刚石的存在，我们却没有发现自然形成的聚合氮。气态的氮在6万个标准大气压下才会变成固态氮，试验模型表明生成聚合氮需要在将近200万个标准大气压的情况下，并且无法保证聚合氮能够像金刚石一样在气压减小后还维持稳定状态。

    不久前，德国美因茨马克思·普朗克科学促进协会研究人员通过激光加热微型金刚石小室内的氮气，得到立方体偏转结构聚合氮，其密度是水的3倍，是液态氢的50倍。理论上，它可以存储大量的能量。但实际上，它在室温下极不稳定，一旦接触空气就会剧烈反应。

    金属氢同样广受关注。通常情况下，氢是以气体形态出现的，在高温高压的情况下会变成金属氢。

    据预测，金属氢储藏的能量是烈性炸药TNT的50倍。相比之下，金属氢的生成条件没有聚合氮那么苛刻。科学家已经意识到，金属氢可能在常温常压下仍然能维持稳定。

    无论是聚合氮还是金属氢，都有一个共同点：环境友好。无论是氮气还是氢气都是清洁气体。

    （《科学之谜》2017年第23期 郑惇）