马琰铭和"高压下钠和锂单质及二元化合物的结构与物性"项目

用“逆思维”破解传统高压理论难题

——记马琰铭和“高压下钠和锂单质及二元化合物的结构与物性”项目

　　8日，国家科学技术奖在京揭晓：由吉林大学马琰铭主持完成的“高压下钠和锂单质及二元化合物的结构与物性”项目荣获国家自然科学奖二等奖。

　　“传统高压理论认为，高压下半导体或绝缘体将转变为导体并产生金属性，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。”13日，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对记者说。

　　据马琰铭介绍，实现“高压下金属—绝缘体转变”是高压相变领域长期期盼的科学夙愿，他带领其科研团队进行了10余年的研究。“我们以钠和锂单质及二元化合物为研究对象，从高压相变的结构和物性入手，围绕高压下金属向绝缘体转变这一核心科学问题，开展了系统性研究，最终发现了高压下金属钠转变为透明绝缘体的奇异现象。”

　　“你们看，这是在不同压强条件下单质钠发生的不同变化。”马琰铭向记者展示了几张图片，可以明显看出，在不同压强下，随着压强的增加，金属钠的状态从具有金属光泽转变到无色，最后变成透明。“钠是性质最活泼的金属，在高压下则会失去导电性成为绝缘体，这颠覆了人们对高压相变的传统认识。”

　　“钠绝缘化的奇异现象”随后得到美、意、英等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21世纪压缩科学的需求与挑战研讨会的总结报告。

　　马琰铭表示，同样能在高压状态下产生金属性弱化的金属还有锂，锂单质在高压状态下会转化为半导体，“目前，钠和锂是通过模拟实验并经过论证证明出的唯一两种可在高压状态下向半导体、绝缘体转化的金属。这是‘高压下钠和锂单质及二元化合物的结构与物性’项目中的核心成果。”

　　“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。”马琰铭说，人类始终致力于对自然天体结构、构造的研究，而“高压下钠和锂单质及二元化合物的结构与物性”项目的成果对此类研究将具有现实意义和借鉴意义。（记者  于剑南）