Construcción de un supermaterial: puntos de fusión y ebullición

Ciertos elementos y compuestos en el mundo real tienen puntos de fusión y ebullición significativos. El metal con los valores más altos es el tungsteno, con 3.695 K y 6.203 K, respectivamente. Según nuestros amigos de Química , el carbono tiene un punto de fusión aún más alto de 3.823 K, mientras que existen materiales aún más resistentes, como el carburo de tantalio y hafnio (4.263 K) o el potencial nuevo poseedor del récord HfN0.38C0.51 (4.400 K ).

Química también tuvo la amabilidad de discutir qué es lo que le da a los materiales temperaturas de cambio de fase tan altas, pero mi comprensión de la química no es suficiente para ampliar la información que he encontrado hasta ahora (o, para ser honesto, asimilar la información en Química ).

Usando solo lo que sabemos actualmente y podemos teorizar, ¿cuáles son los puntos de fusión y ebullición más altos que podemos dar a un elemento o compuesto?

Mi objetivo para esto es tener un material que funcione como un lodo fundido a 10 255 K y una presión de aire normal al nivel del mar de la Tierra, y que no produzca humos tóxicos.

No es probable que obtenga una respuesta. El cálculo de los puntos de fusión de un gran número de compuestos potenciales solo ha ampliado el límite superior de los puntos de fusión en unos 200 grados. Este compuesto al que se refirió tiene un punto de fusión de 4400 K, muy lejos de su objetivo. Además, casi todos los productos químicos son tóxicos si están lo suficientemente concentrados. Intuitivamente, sospecho que tal compuesto no puede existir.
Para obtener líquido a una temperatura tan alta, también necesitaría alta presión.
No puedo decir esto con certeza, pero tengo la sensación de que 10 K Kelvin pueden hacer que algunos de los elementos del aire se vuelvan tóxicos. quora.com/What-happens-to-air-if-you-heat-it-to-5000-kelvins En el aire sobre sus piscinas, el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno se combinarían entre sí para formar moléculas, pero no las moléculas ordinarias que existen a temperatura ambiente. Es posible que desee aumentar un poco la temperatura.
@Murphy Lo haría si pudiera, pero estoy tratando de aplicar la ciencia a algo que ya existe en cierto universo (ficticio).
¿Estás seguro de que la temperatura estaba en K? Si estuviera en Fahrenheit, entonces 10255°F está cómodamente en el rango de 5600.
@matscienceman El valor es 18,000 F. Lo convertí a Kelvin por simplicidad.

Respuestas (2)

Los comentarios a su pregunta son acertados. Tenemos que ir a materiales exóticos.

  1. Gamovium. George Gamov, trabajando con una teoría temprana del empaquetamiento nuclear, encontró una respuesta extraña y estable con un peso atómico de 3000. El núcleo era una rosquilla.

Incluso sin enlaces químicos, dicho material tendría una velocidad térmica lenta.

Tampoco sé cuáles serían sus propiedades. Tendría una enorme nube de electrones.

  1. Ahora, tienes estas donas atómicas. ¿Podemos hacerlos lo suficientemente grandes como para unirlos? Cuales serian las caracteristicas de las cadenas y laminas de este material. Esperaría que fuera muy flexible y bastante fuerte para su masa, ya que se necesitan fuerzas nucleares para romper los anillos.

Editar: Mi error: Gamov propuso un modelo de fluido nuclear. John Wheeler demostró que una de las soluciones estables era una dona.

https://books.google.ca/books?id=mHvE-OyY3OsC&pg=PA297&lpg=PA297&dq=donut+atomic+nucleus+gamov&source=bl&ots=wXL_PN1PSk&sig=0W2QWEucxx6l6Q4lZgNFqaaYNZk&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjv8fub4rjLAhUCn4MKHQmmCH4Q6AEIHDAA#v=onepage&q=donut%20atomic% 20núcleo%20gamov&f=falso

Los Grandes Físicos De Galileo a Einstein por George Gamov p297

El enlace es a la búsqueda de Google. Disponible en Amazon e Indigo.

No estoy seguro de cuán preciso es esto. La única referencia directa que puedo encontrar al gamowio es este libro , que sugiere que tendría el número atómico 105, 2 más alto que el laurencio y no en la tabla periódica , pero, si lo fuera, probablemente tendría un peso atómico de alrededor de 270.
Impresionante. ¡Ni siquiera esperaba una respuesta!

Las mejoras incrementales son posibles, pero algo más que eso es poco probable ya que estamos lidiando con las limitaciones fundamentales de los enlaces entre las moléculas en el material.

Necesitaría algún tipo de "salto cuántico" innovador en la tecnología de materiales que permita un nuevo estado de la materia o estructura o enlaces o algo para que resista el tipo de temperaturas que está describiendo.

El material actual más caliente conocido es 3.526°C. Los modelos de computadora han sugerido un material que se derrite a 4126 °C, pero lo último que escuché es que aún no podemos crear ese material y no tenemos nada más caliente, incluso en simulación.

Entonces, básicamente, con tecnología conocida, mire las cifras de esos dos materiales que ya enumeró y está allí. Ese es el límite.

¿Encontrará algo mejor? Solemos hacerlo. ¿Será mucho mejor? Probablemente no.

Piense en los superconductores, por ejemplo, desde los años 80 tenemos superconductores que funcionan a -135 °C, pero desde entonces lo mejor que hemos logrado es -70 °C a una presión extremadamente alta y básicamente no hemos mejorado la presión estándar. figuras en absoluto. A menos que haya otro avance fundamental como el que conduce a los superconductores de alta temperatura, los de temperatura ambiente no van a suceder.

Otra pieza de ficción asesinada por la realidad... La mayor parte del universo que estoy tratando de cuantizar en este momento es básicamente magia, así que no es de extrañar.
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