Pokonali alchemików i zamienili czystą wodę w złoty metal. Jak to możliwe?
Alchemicy przez lata próbowali metal zamienić w złoto. Eksperymenty, którymi dzisiaj zajmuje się nauka, są nie mniej fascynujące. Zwłaszcza gdy czystą wodę uda się zamienić w metaliczną i to jeszcze o złotawym połysku. Sami zobaczcie fascynujące nagranie.
Już od dziecka uczymy się, że woda przewodzi prąd. W rzeczywistości jednak czysta woda jest niemal idealnym izolatorem. Jej zdolność do przewodzenia prądu wynika z rozpuszczonych substancji, soli, które dysocjują na jony umożliwiające przepływ prądu elektrycznego.
Teoretycznie jednak można sprawić, żeby czysta woda zaczęła przewodzić prąd. Wystarczy odpowiednio mocno ścisnąć atomy. Jak bardzo? W przypadku wody trzeba uzyskać ciśnienie 48 megabarów, a prościej mówiąc - niespełna 48 milionów razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza. Wówczas elektrony na zewnętrznych powłokach zaczynają się nakładać, umożliwiając im poruszanie się. Naturalnie występuje ono tylko w jądrach dużych planet, takich jak Jowisz. Choć samo ciśnienie jest do uzyskania w warunkach laboratoryjnych, to nie do końca nadaje się do badania "metalicznej" wody.
Czysta woda przewodzi prąd niczym metal
Naukowcy zaproponowali więc nieco inne rozwiązanie, które swoje początki ma w 2021 roku. Wykazano wtedy, że metaliczność można uzyskać w nieco inny, prostszy sposób. Jeśli dojdzie do kontaktu czystej wody z metalem alkalicznym dzielącym elektrony (w przypadku tego eksperymentu był to stop sodowo-potasowy) można dodać wodzie metaliczny charakter.
Był tylko jeden problem, metale alkaliczne niezwykle silnie (czytaj: wybuchowo) reagują z wodą. Sód lub inne metale alkaliczne natychmiast zaczynają się palić w wodzie. Zespół spróbował zapanować nad tą gwałtowną reakcją. Zamiast wrzucać kawałek metalu do cieczy, nałożył jej cienką warstwę na kroplę metalu alkalicznego (stop sodu i potasu Na-K w temperaturze pokojowej jest cieczą).
W komorze próżniowej umieszczono dyszę, z której powoli skapywał wspomniany stop. Mała kropelka rosła przez około 10 sekund, po czym oddzielała się od dyszy i spadała. W miarę wzrostu kropli dodano parę wodną, która utworzyła na jej powierzchni niezwykle cienką warstwę. Po zetknięciu elektrony i kationy metali (jony naładowane dodatnio) przedostawały się ze stopu do wody.
To nie tylko pozwoliło czystej wodzie przewodzić prąd, ale także nadało jej niezwykły złoty połysk.
- Gołym okiem widać przejście fazowe do metalicznej wody! Srebrzysta kropelka sodu i potasu pokrywa się złotą poświatą, co robi ogromne wrażenie - relacjonował dr Robert Seidel, który nadzorował eksperymenty w BESSY II.
Choć cienka warstwa metalicznej wody o złotym kolorze pozostawała widoczna zaledwie przez kilka sekund, umożliwiło to zespołowi kierowanemu przez prof. Pavla Jungwirtha z Czeskiej Akademii Nauk w Pradze udowodnienie, że rzeczywiście jest to woda w stanie metalicznym.
Tego typu badania nie tylko pomagają zrozumieć przejście fazowe na Ziemi, ale także mogą również pozwolić na dokładne zbadanie warunków ekstremalnie wysokiego ciśnienia wewnątrz dużych planet.
