Чистую воду удалось превратить в металл, такое происходит только на Юпитере (видео)

У природі вода проводить електрику, але це відбувається через домішки, які містяться в ній, що дозволяє текти електричному струму. Водночас чиста вода стає "металевою" (або електропровідною) тільки в умовах надзвичайно високого тиску, який складно повторити в лабораторних умовах, пише ScienceAlert.

Але кілька років тому дослідники з'ясували, що не тільки екстремальний тиск може викликати металічність у чистій воді. Процес можна запустити, якщо змішати чисту воду з лужним металом, у цьому разі зі сплавом натрію і калію.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У такому разі провідність зберігається лише кілька секунд, але це значний крок для науки.

"Фазовий перехід у металеву воду можна побачити неозброєним оком. Срібляста крапля натрію і калію починає вкриватися золотою плівкою, що має дивовижний вигляд", — каже фізик Роберт Зайдель із Берлінського центру матеріалів та енергії імені Гельмгольца.

За досить сильного тиску майже кожен матеріал може стати провідним, як каже теорія.

Ідея полягає в тому, що якщо можна стиснути атоми разом досить сильно, орбіталі зовнішніх електронів почнуть перекриватися, дозволяючи їм переміщатися. Для цього вода повинна піддатися тиску близько 48 мегабар. Наприклад, атмосферний тиск на Землі на рівні моря менший у 48 млн разів.

Попри те, подібний тиск було створено в лабораторних умовах, але вони не підходили для вивчення металевої води. Тому команда під керівництвом хіміка-органіка Павла Юнгвірта з Чеської академії наук у Чехії звернулася до лужних металів.

Річ у тім, що такі речовини дуже легко вивільняють свої зовнішні електрони, тому можуть спричиняти процес обміну електронами в чистій воді під високим тиском, але без високого тиску.

Щоправда, експеримент зіткнувся із серйозною проблемою: лужні метали бурхливо реагують на рідку воду, іноді все закінчується вибухами.

Дослідники знайшли чудове розв'язання цієї проблеми. Вони замість додавання металу у воду вирішили додати воду до металу.

У камері з вакуумом команда спочатку отримала краплю натрієво-калієвого сплаву, який перебуває в рідкому стані за кімнатної температури. Після цього на краплю додали найтоншу плівку чистої води.

Під час контакту електрони та катіони металів (позитивно заряджені іони) перетікали у воду зі сплаву. Процес не тільки надав воді золотистого кольору, а й зробив її провідною, як відбувається при екстремальному тиску.

Результати дослідження дають краще розуміння такого фазового переходу, що дає змогу вивчити умови на найбільших планетах Сонячної системи.

Приміром, на крижаних гігантах Нептуні та Урані циркулює рідкий металічний водень. І тільки на Юпітері присутній достатній тиск, щоб металізувати чисту воду.

Нагадаємо, вчені розповіли, чи пройде куля наскрізь через газовий гігант Юпітер. Астрономи провели цікавий уявний експеримент, який дає краще розуміння природи газових гігантів.