Международной группе исследователей впервые удалось создать в вакуумной камере воду с металлическими свойствами. Как оказалось, она имеет золотистый оттенок.
В школьном курсе физики всем нам рассказывали о том, что обычная вода является проводником, а дистиллированная – практически идеальным диэлектриком. Это связано с тем, что атомы водорода и кислорода в ее молекуле имеют слабую связь, и электроны между ними плохо перемещаются.
Для превращения воды в хороший проводник, ее молекулы нужно сжать до такой степени, чтобы орбиты внешних электронов отдельных атомов пересекались. В земных условиях это сложно сделать, поскольку такое давление присутствует только в ядрах огромных планет, таких как Юпитер. Однако команда из 11 научно-исследовательских институтов нашла другой способ создания водного раствора с металлическими свойствами.
В лаборатории BESSY II они использовали щелочные металлы (натриево-калиевый сплав), которые легко отдают свой внешний электрон и быстро взаимодействуют с водой. Чтобы избежать слишком бурной реакции и воспламенения, вместо погружения металла в воду, группа наносила ее на капли жидкого сплава.
Эксперименты проводились в вакуумной камере, где при комнатной температуре из тонкого сопла капал натриево-калиевый сплав. Рядом была расположена трубка, через которую на жидкий металл направлялся водяной пар при давлении 10 мбар. Примерно за 10 секунд пока капля росла, пар на ней конденсировался, создавая водяную пленку, толщиной всего в несколько молекул.
При контакте с водой электроны и катионы щелочных металлов практически мгновенно растворяться в ней. Поскольку освободившиеся электроны в воде ведут себя как свободные электроны в зоне проводимости, то пленка приобретала металлические свойства. Фазовый переход в металлическую воду можно наблюдать невооруженным глазом в течение нескольких секунд: серебристая капля сплава покрывается золотистой пленкой.
Факт получения металлической воды был подтвержден с помощью нескольких спектроскопических анализов. Они показали, что частота плазмонов золотой металлической водяной пленки составляет около 2,7 эВ (находится в синем диапазоне видимого спектра), а зона проводимости имеет ширину около 1,1 эВ.
Ранее мы также сообщали о другом исследовании международной группы ученых, в ходе которого был открыт прочный как алмаз металлический проводник, что ранее считалось невозможным.
Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.
