Nerealu! Grynas vanduo gali virsti „metalu“. Tai pavyko ir Žemėje! (Video)

Gamtoje vanduo praleidžia elektrą, tačiau taip nutinka dėl jame esančių priemaišų, kurios leidžia tekėti elektros srovei. Tuo pačiu metu grynas vanduo tampa „metaliniu“ (arba elektrai laidžiu) tik esant itin aukštam slėgiui, o tai sunku pakartoti laboratorinėmis sąlygomis, rašo „Science Alert“.

Tačiau prieš kelerius metus mokslininkai išsiaiškino, kad ne tik didelis slėgis gali sukelti „metališkumą“ gryname vandenyje. Procesą galima pradėti maišant gryną vandenį su šarminiu metalu, šiuo atveju natrio ir kalio lydiniu.

Tokiu atveju laidumas išlaikomas vos kelias sekundes, tačiau tai reikšmingas žingsnis mokslui.

„Fazės perėjimas į „metalinį“ vandenį matomas plika akimi. Sidabrinis natrio ir kalio lašelis pradeda pasidengti aukso plėvele, kuri turi nuostabią išvaizdą“, – sako fizikas Robertas Seidelas iš Helmholtzo medžiagų ir energijos centro Berlyne.

Esant pakankamai stipriam slėgiui, beveik bet kuri medžiaga gali tapti laidininku, kaip sako teorija.

Idėja yra tokia, kad jei sugebėsite pakankamai stipriai suspausti atomus, išorinių elektronų orbitos pradės persidengti, leisdamos jiems judėti. Tam vanduo turi būti veikiamas apie 48 megabarų slėgiu. Pavyzdžiui, atmosferos slėgis Žemėje jūros lygyje yra 48 milijonus kartų mažesnis.

Tačiau laboratorinėmis sąlygomis buvo sukurti panašūs slėgiai, tačiau jie nebuvo tinkami tirti „metalinį“ vandenį. Todėl komanda, vadovaujama organikos chemiko Pavelo Jungvirto iš Čekijos mokslų akademijos Čekijoje, pasitelkė šarminius metalus.

Faktas yra tas, kad tokios medžiagos labai lengvai išskiria savo išorinius elektronus, todėl jos gali sukelti elektronų mainų procesą gryname vandenyje esant aukštam slėgiui.

Tačiau eksperimento metu iškilo rimta problema: šarminiai metalai smarkiai reaguoja į skystą vandenį, kartais tai baigiasi sprogimais.

Mokslininkai rado puikų šios problemos sprendimą. Užuot dėję metalo į vandenį, jie nusprendė į metalą įpilti vandens.

Vakuuminėje kameroje komanda pirmiausia paėmė lašą natrio ir kalio lydinio, kuris kambario temperatūroje yra skystos būsenos. Po to į lašą buvo įpilama ploniausia gryno vandens plėvelė.

Kontakto metu iš lydinio į vandenį tekėjo elektronai ir metalų katijonai (teigiamai įkrauti jonai). Šis procesas ne tik suteikė vandeniui auksinę spalvą, bet ir padarė jį laidų, kaip tai atsitinka esant dideliam slėgiui.

Tyrimo rezultatai leidžia geriau suprasti tokį fazių perėjimą, kuris leidžia ištirti sąlygas didžiausiose Saulės sistemos planetose.

Pavyzdžiui, skystas metalinis vandenilis cirkuliuoja milžinų Neptūno ir Urano paviršiuose. Ir tik Jupiteryje yra pakankamai slėgio metalizuoti gryną vandenį.