Language
Country/Area
No result found
Keadaan padat nitrogen yang misterius: Bagaimana misteri ilmiah ini terpecahkan pada tahun 1884?
Pada tahun 1884, ilmuwan Karol Olszewski mengamati nitrogen padat untuk pertama kalinya, sebuah penemuan besar yang menyingkap misteri nitrogen. Studi tentang nitrogen padat masih menarik perhatian luas di kalangan akademis, tidak hanya karena penerapannya dalam penelitian ilmiah, tetapi juga karena ia memainkan peran penting dalam komposisi benda-benda langit di tata surya bagian luar.
Nitrogen padat merupakan komponen penting benda-benda luar angkasa pada suhu rendah dan tekanan rendah; pada suhu tinggi dan tekanan tinggi, ia merupakan bahan peledak yang kuat dengan kepadatan energi yang melebihi kepadatan energi bahan non-nuklir lainnya.
Pembentukan nitrogen padat
Metode eksperimen Olszewski cukup sederhana tetapi sangat kreatif: ia pertama-tama mencairkan hidrogen dengan menguapkan nitrogen cair, dan kemudian menggunakan suhu rendah hidrogen cair untuk mendinginkan nitrogen agar menjadi padat. Proses ini memungkinkannya menghasilkan suhu nitrogen terdingin yang pernah tercatat saat itu, 48 K (sekitar -225°C), yang menjadi rekor dunia. Hingga saat ini, teknologi untuk menghasilkan nitrogen padat di laboratorium masih mengikuti proses serupa, yaitu menguapkan nitrogen cair dalam ruang hampa.
Keberadaan di alam
Nitrogen padat memiliki distribusi yang signifikan di alam dan bahkan dapat ditemukan di permukaan Pluto dan satelit Neptunus, Triton. Nitrogen padat pertama kali diamati secara langsung di Pluto oleh wahana antariksa New Horizons pada tahun 2015, sementara fenomena serupa dikonfirmasi di Triton oleh Voyager 2 pada tahun 1989. Pada suhu rendah ini, nitrogen padat relatif mudah menguap dan dapat menyublim serta membentuk atmosfer atau mengembun kembali menjadi embun beku nitrogen. Nitrogen padat mengalir pada tekanan yang lebih rendah daripada material lain, dan ketika terakumulasi, ia berbentuk seperti gletser, yang membuat orang-orang kagum dengan sifat-sifat nitrogen padat.
New Horizons mengamati es air yang "mengapung" di permukaan Pluto, membuat para pengamat terkejut dengan perilaku nitrogen padat.
Transformasi dan sifat nitrogen padat
Nitrogen padat menunjukkan sifat yang berbeda pada tekanan dan suhu yang berbeda. Pada tekanan atmosfer standar, titik leleh nitrogen adalah 63,23 K. Nitrogen adalah unsur yang ada dalam banyak bentuk padat, dan sifat-sifat bentuk ini yang meleleh dan menyublim di bawah tekanan tinggi telah menarik penelitian yang ekstensif. Yang lebih penting lagi adalah bahwa nitrogen padat menunjukkan kepadatan energi yang luar biasa di bawah tekanan tinggi, yang membuatnya bernilai dalam bidang bahan energi.
Struktur kristal nitrogen padat
Dinitrogen padat ada dalam bentuk molekul N2 pada suhu kamar dan tekanan sedang. Ketika suhu turun di bawah 35,6 K, nitrogen dapat berubah menjadi fase α dan mulai berpolimerisasi pada tekanan 50 GPa. Kondisi tekanan yang lebih tinggi mendorong transformasi nitrogen padat menjadi kristal nitrogen dengan struktur yang berbeda [seperti nitrogen kubik dan heksagonal]. Struktur kristal yang berbeda ini memiliki variasi yang signifikan baik dalam sifat fisik maupun kimia.
Keberadaan nitrogen dalam bentuk padat telah membangkitkan minat besar terhadap stabilitas dan reaktivitasnya di lingkungan ekstrem, terutama di benda-benda non-Bumi.
Aplikasi dan prospek masa depan
Sifat-sifat nitrogen padat menjadikannya arah penting untuk penelitian masa depan, terutama dalam aplikasi bahan energi dan pendalaman fisika teoretis. Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, nitrogen padat dapat memainkan peran penting dalam eksplorasi ruang angkasa atau bidang ilmiah dan teknologi lainnya. Para ilmuwan terus-menerus mengeksplorasi keragaman nitrogen padat dan aplikasi potensialnya, berharap bahwa elemen yang tampaknya biasa ini dapat menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam penelitian ilmiah di masa depan.
Bagaimana penelitian tentang nitrogen padat akan memengaruhi pemahaman dan penerapan materi di masa mendatang?
