IT之家 8 月 10 日消息 眾所周知，水和金屬是完全不相干的兩類物體。在正常條件下，純水幾乎是完美的絕緣體，除非在極端壓力下才會產生一些金屬的特性。
然而，最近《自然》雜志上發(fā)布的一項研究卻顯示純水也可以變成“金屬”，研究人員通過一個巧妙的實驗設計在實驗室成功制造出了金屬水，這是科學家們“繞過”高壓限制條件首次在實驗室里讓絕緣的純水轉變?yōu)榻饘佟?/p>
▲ 水分子轉化為金屬態(tài)并呈現金色光澤，圖源：Nature，?Philip E. Mason
IT之家了解到，他們通過在共享電子的堿金屬周圍形成一層薄水層，從而使水分子在幾秒鐘內變成了金屬狀態(tài)。
合著者、布拉格捷克科學院物理化學家 Pavel Jungwirth 稱，看到水呈現出金色的光芒是他職業(yè)生涯的一大高光。據悉，該團隊于 7 月 28 日在《Nature》上發(fā)表了其研究結果，震驚世界。
“這是一個最重要的進步，”英國牛津大學的化學家 Peter Edwards 說。“誰能想到…… 青銅，金屬水？”
理論上，如果施加足夠的壓力，大多數材料都能變成金屬，例如使其處于星球核心處的高壓下。
在高壓下，原子或分子緊緊地擠在一起，然后它們開始共享其外部電子，最終呈現出的狀態(tài)類似銅或鐵般擁有移動電子且支持導電。
因此，地球物理學家認為，海王星或天王星等大質量行星的中心含有金屬狀態(tài)的水，而高壓金屬氫甚至可以成為超導體，能夠在沒有任何阻力的情況下導電。
Jungwirth 指出，以這種方式將水轉化為金屬態(tài)需要 1500 萬個大氣壓，這是當前實驗室技術無法達到的限制條件。
但他懷疑水可以通過另一種方式變得導電：通過從堿金屬中借用電子。而此前英國著名化學家漢弗萊?戴維 (Humphry Davy) 在 19 世紀初就發(fā)現了氨在這種條件下會變亮的事實。
▲ 實驗視頻演示，圖源：Philip E. Mason
因此，該團隊想用水代替氨來嘗試相同的方法，但他們面臨一個挑戰(zhàn)：堿金屬與水混合時往往會發(fā)生爆炸性反應（例如第一族）。他們后設計了一種實驗裝置，可以大幅減慢兩者的反應速度，從而使其不會爆炸。
研究人員將一種鈉和鉀的液體混合物填充到注射器中，然后將其放入真空環(huán)境下。然后，他們使用注射器形成金屬混合物的液滴，并將它們暴露在少量水蒸氣中。
在這個前提下，水分子在每個液滴上凝結形成了十分之一微米厚的一層特殊區(qū)域。然后，液滴中的電子與正金屬離子一起迅速擴散到水中，并幾秒鐘內變成了金色。
▲ 圖源：物理學家組織網
在這個過程中，時機很關鍵，好在他們已經成功達到了準穩(wěn)態(tài)，從而利用物理學戰(zhàn)勝了化學分解。
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