突破认知!点水成金
科技日报记者张梦然
在正常条件下,纯水几乎是完美的绝缘体水只有在极端压力下才会产生金属特性,譬如说在某些行星的深处。但据物理学家组织网近日消息称,一项国际合作研究使用完全不同的方法生产了金属水。这是科学家们绕过高压首次在实验室里让原本绝缘的纯水转变成金属。该研究现已发表在近期《自然》杂志上。
图源:Nature网站(PhilipE。Mason)
只要有足够大的压力条件,包括水在内的很多物质,都可以转化成导体,从而呈现特殊的金属性质。这是因为在高压下,原子或分子被挤压并共用电子,这些自由移动的电子,就让绝缘材料拥有了导电性。当然,这一条件意味着非常高的压力对于纯水而言,需在4800万个大气压下才有可能转化为导体,这种极端压力往往仅存在于大质量行星的内部。
现在,来自世界各地11个研究机构组成的国际团队,绕开了高压条件,在德国柏林名为BESSYII的实验设施中完成了这项工作。研究团队突破的关键是将水与碱金属配对。
碱金属其实很容易从其原子的外壳中释放电子,不过,碱金属和水之间的化学反应非常之剧烈。因此在实验中,研究人员颠倒了惯例混合方式,改为将一小点水滴在一滴碱金属上,在一个真空室内,室温下以液体形式存在的钠钾合金从一个喷嘴滴下,然后水蒸气再通过管道进入真空室,在金属液滴的外部形成一个极薄的外层。最后,电子和金属阳离子从钠钾合金中流入水中,形成导电的金属水。
图源:物理学家组织网
这项研究成果避开了极端压力的条件限制,使在地球上的实验室内制备金属水成为可能,突破了人类对水的认知。
研究人员罗伯特塞德尔表示,他们甚至可以用肉眼看到金属水的相变银色的钠钾液滴覆盖着金色的光芒,令人印象深刻。研究人员帕弗尔朱威尔斯则表示,观察到金属水是他的学术生涯的高光时刻。
编辑:黄磊
审核:朱丽
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