Дата публикации 08.08.2021
В ходе эксперимента ученые превратили очищенную воду в металл на несколько секунд, что позволило жидкости проводить электричество.
© HELMHOLTZ-ZENTRUM BERLIN
Нефильтрованная вода уже может проводить электричество, так как содержит соли. Однако очищенная H2O содержит только молекулы воды, внешние электроны которых остаются связанными с атомами, что не дает им возможность течь сквозь воду.
Теоретически, если приложить достаточное давление к чистой воде, молекулы сожмутся вместе, и их валентные оболочки, внешнее кольцо электронов, окружающее каждый атом, будут перекрываться. Это позволило бы электронам свободно перемещаться между каждой молекулой и технически превратить воду в металл. Проблема в том, что для этого требуется давление в 15 млн атмосфер.
Физик Юнгвирт и его коллеги задавались вопросом, могут ли они превратить воду в металл другими способами, не создавая такого давления. Они решили использовать щелочные металлы, в состав которых входят такие элементы, как натрий и калий, и которые содержат только один электрон в своих валентных оболочках. Щелочные металлы имеют тенденцию «отдавать» этот электрон другим атомам при образовании химических связей, потому что «потеря» этого одиночного электрона делает щелочной металл более стабильным.
В своем новом эксперименте команда сделала именно это. Шприц, наполненный натрием и калием, поместили в вакуумную камеру, выдавили маленькие капли металлов, которые являются жидкими при комнатной температуре, а затем подвергли их воздействию водяного пара в небольшом количестве. Вода образовала пленку размером 0,1 микрометра на поверхности металлических капель, и сразу же электроны металлов начали устремляться в воду.
Как только электроны переместились от щелочных металлов к воде, произошло невероятное: на несколько коротких мгновений вода стала блестящей, золотисто-желтой. Используя спектроскопию, команда смогла показать, что ярко-желтая вода на самом деле была металлической.
Авторы исследования, делясь эмоциями, сказали, что это было потрясающе, как если бы они открыли новый элемент.