Ученые превратили воду в металл (Видео)

Да, вода в природе проводит электричество, но это из-за содержащихся в ней примесей, которые растворяются в свободные ионы, позволяющие течь электрическому току. Чистая вода становится «металлической» — электропроводной — только при чрезвычайно высоких давлениях, превышающих наши нынешние возможности для производства в лаборатории. Исследование было опубликовано в Nature.

Но, как исследователи впервые продемонстрировали еще в 2021 году, не только высокое давление может вызвать эту металличность в чистой воде. При контакте чистой воды с щелочным металлом с общими электронами — в данном случае сплавом натрия и калия — могут быть добавлены свободно движущиеся заряженные частицы, превращающие воду в металл. Полученная проводимость длится всего несколько секунд, но это важный шаг к тому, чтобы понять эту фазу воды, изучая ее напрямую.

«Фазовый переход в металлическую воду можно увидеть невооруженным глазом!» Физик Роберт Зайдель из Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie в Германии объяснил в прошлом году, когда статья была опубликована.

«Серебристая натриево-калиевая капля покрывается золотым сиянием, что очень впечатляет».

При достаточно высоком давлении практически любой материал теоретически может стать проводящим.

Идея состоит в том, что если сжать атомы достаточно сильно, орбитали внешних электронов начнут перекрываться, что позволит им двигаться. Для воды это давление составляет около 48 мегабар, что чуть менее 48 миллионов раз превышает земное атмосферное давление на уровне моря.

Хотя давление, превышающее это, было создано в лабораторных условиях , такие эксперименты были бы непригодны для изучения металлической воды. Поэтому группа исследователей во главе с химиком-органиком Павлом Юнгвиртом из Чешской академии наук в Чехии обратилась к щелочным металлам.

Эти вещества очень легко высвобождают свои внешние электроны, что означает, что они могут индуцировать свойства обмена электронами чистой воды под высоким давлением без высокого давления.

Есть только одна проблема: щелочные металлы очень реагируют с жидкой водой, иногда даже до взрыва.

«Наше исследование не только показывает, что металлическую воду действительно можно производить на Земле, но также характеризует спектроскопические свойства, связанные с ее красивым золотым металлическим блеском», — сказал Зайдель.

Фото: Филип Э. Мейсон

Видео: IOCB Prague