Учени трансформираха пречистена вода в метал
Пречистената вода е съвсем съвършеният изолатор.
Да, водата в околната среда е електропроводима, само че това се дължи на примесите в нея – те се разтварят в свободни йони, които разрешават на електрическия поток да минава свободно. Пречистената вода става „ железна “ – т.е. електропроводима – при извънредно високи налягания, които са оттатък нашите качества да възпроизведем в лабораторни условия.
Изследователи обаче демонстрираха за първи път, че освен високите налягания могат да подтикват тази металичност в пречистената вода.
Когато пречистената вода влезе контакт с алкален метал със споделен електрон – в тази ситуация примес от натрий и калий – към нея могат да бъдат добавени свободно движещи се заредени частици, които да трансфорат водата в железна.
Новообразуваната електропроводимост трае няколко секунди и съставлява забележителна стъпка напред във връзка с знанията ни за тази фаза на водата.
„ Можете да видите този фазов преход към железна вода с невъоръжено око – споделя физикът Робърт Сидел от Хелмхолц-центрум в Берлин (HZB). – Сребристата натриево-калиева капчица се покрива със златисто зарево, което е изключително впечатляващо. “
На доктрина съвсем всеки материал, подложен на задоволително високо налягане, би могъл да стане електропроводим. Идеята е, че в случай че притиснем атомите в действителност крепко, орбиталите на външните електрони ще стартират да се припокриват, а това ще им разреши да се движат в близост. При водата това налягане е 48 мегабара – малко под 48 млн. пъти атмосферното налягане на Земята при морското ниво.
Въпреки че налягане, по-голямо от това, е било генерирано в лабораторни условия, сходни опити биха били несъответствуващи за проучването на металната вода. Ето за какво екип от откриватели, управителен от експерта по органична химия Павел Юнгвирт от Чешката акадаемия на науките вземат решение да насочат взора си към алкалните метали.
Тези вещества освобождават външните си електрони извънредно елементарно, което значи, че биха могли да придобият свойствата на шерване на електрони, присъщи за пречистената вода под високо налягане без самото високо налягане. Съществува единствено един проблем – алкалните метали са извънредно реактивни с течна вода, от време на време даже могат да избухнат (както се вижда във видеото по-долу). Пуснете метала във вода и резултатът е следния:
Изследователите обаче позволяват този проблем по много остроумен метод. Вместо да прибавят метала към водата, те прибавят вода към метала. Първо, извличат от мундщук дребна капчица натриево-калиева примес, която при стайни температури е течна. Впоследствие прибавят деликатно тъничък слой пречистена вода посредством химическо отсрочване.
При контакт електроните и металните катиони (положително заредените йони) потичат от сместа във водата. Така водата освен че придобива златисто зарево, само че и става електропроводима – тъкмо каквато би трябвало да бъде металната пречистена вода при високо налягане.
Това достижение ще хвърли повече светлина върху въпросния фазов преход тук на Земята. Освен това откривателите биха могли да изучат по-подробно и изискванията на извънредно високо налягане в огромните планети.
Смята се, че в ледените планети в Слънчевата система (като Нептун и Уран например) течният железен водород се завърта. Единствено налягането на Юпитер пък е задоволително високо, с цел да придаде железни качества на чистата вода.
Перспективата, че ще можем да пресъздадем изискванията навътре в този планетарен исполин, е в действителност вълнуваща.
Изследването е оповестено в Nature.
Източник: Science Alert
