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破解高压物理领域重大科学难题

查字典物理网 2016-01-12

“高压结构相变的研究已经有近一个世纪的历史，在亟待解决的关键科学问题中，有一个重要科学争论尤为引人关注。”吉林大学长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者马琰铭说，“传统高压理论认为，高压下半导体或绝缘将转变为金属，而金属的金属性将进一步增强。与该传统高压理论相悖，金属是否可能在高压下转变为半导体或绝缘体，是国际高压界争论的焦点，而该争论的解决有望突破高压金属化的传统认识和规律。”

为了实现“高压下金属-绝缘体转变”这一高压相变领域长期期盼的科学夙愿，马琰铭带领他的科研团队进行了10余年的研究。看似枯燥的科学研究历程，却凝聚着项目团队无限的执着于热忱。项目带头人马琰铭说，“我们以钠和锂单质及二元化合物为研究对象，从高压相的结构和物性入手，围绕高压下金属-绝缘体转变这一核心科学问题，开展了系统性的高压相变研究，最终发现了高压下金属钠转变为透明绝缘体的奇异现象。”

“钠的绝缘化的奇异现象”随后得到了美、意、英国际联合团队的高压实验的进一步证实，研究成果不仅入选了2009年中国基础研究十大新闻和2010年国家“十一五”重大科技成就展，还得到了多位国际专家的高度评价，被多家国外重要科学媒体作为亮点报道，并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。

捷报频传，2009年，以项目核心成果为内容撰写的论文发表在国际学术期刊《自然》（Nature）中，这也是吉林大学建校60年来首篇以第一完成单位名义在该杂志刊登的文章。2016年初，“高压下钠和锂单质及二元化合物的结构与物性”项目获2015年国家自然科学奖二等奖，项目成果破解了金属锂的高压半导体相的结构谜团，突破了固体高压金属化的传统观点和认识，推动了高压物理学的进一步发展。

马琰铭说：“高压下材料所产生的新结构，将带来新的性能，改变人们的传统认知。尤其是在对星体和地球内部的构造上，很可能使人们获得新的认知。”

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