Taip, gamtoje esantis vanduo yra laidus elektrai, tačiau taip yra dėl jame esančių priemaišų, kurios virsta laisvaisiais jonais, leidžiančiais elektros srovei tekėti. Grynas vanduo „metaliniu“ – laidžiu elektrai – tampa tik esant labai aukštam slėgiui, viršijančiam mokslininkų dabartines galimybes atlikti tokį eksperimentą laboratorijoje.
Taip, gamtoje esantis vanduo yra laidus elektrai, tačiau taip yra dėl jame esančių priemaišų, kurios virsta laisvaisiais jonais, leidžiančiais elektros srovei tekėti. Grynas vanduo „metaliniu“ – laidžiu elektrai – tampa tik esant labai aukštam slėgiui, viršijančiam mokslininkų dabartines galimybes atlikti tokį eksperimentą laboratorijoje, rašo „Science Alert“.
„YouTube“ stopkaras
Sąlytyje su elektronais besidalijančiu šarminiu metalu – šiuo atveju natrio ir kalio lydiniu – gryną vandenį galima praturtinti laisvai judančiomis įkrautomis dalelėmis, kurios paverčia jį „metaliniu“.
Tokiu būdu sukurtas elektros laidumas trunka vos kelias sekundes, tačiau tai yra reikšmingas žingsnis, siekiant suprasti šią vandens fazę tiesiogiai ją tiriant.
Esant pakankamai aukštam slėgiui, beveik bet kuri medžiaga teoriškai gali tapti laidininku. Mintis tokia, kad jei pakankamai stipriai suspausite atomus, išorinių elektronų orbitos persidengs, leisdamos jiems laisvai judėti. Vandens atveju šis slėgis siekia apie 48 megabarus – šiek tiek mažiau nei 48 mln. kartų daugiau nei Žemės atmosferos slėgis jūros lygyje.
Nors laboratorinėje aplinkoje buvo sukurtas ir šiek tiek didesnis slėgis, tokie eksperimentai nebūtų tinkami tiriant „metalinį“ vandenį. Todėl mokslininkų komanda, vadovaujama organinės chemijos specialisto Pavelo Jungwirtho iš Čekijos mokslų akademijos, savo dėmesį sutelkė į šarminius metalus.
Šios medžiagos labai lengvai „dalinasi“ savo išoriniais elektronais, o tai reiškia, kad ir be aukšto slėgio jos gali sužadinti gryno vandens elektronų dalijimosi savybes net ir ne itin aukšto slėgio sąlygomis. Yra tik viena problema – šarminiai metalai labai stipriai reaguoja su skystu vandeniu, kartais tos reakcijos net baigiasi sprogimu.
Visgi tyrėjai rado labai gudrų būdą išspręsti šią problemą. O kas jei užuot dėję metalą į vandenį, į metalą įpiltume vandens?
Vakuuminėje kameroje iš specialaus purkštuko mokslininkai išspaudė nedidelį lašelį natrio ir kalio lydinio, kuris kambario temperatūroje yra skystas, ir labai atsargiai garų forma ant jo uždėjo ploną gryno vandens plėvelę.
Metalui ir vandeniui susilietus, elektronai ir metalo katijonai (teigiamai įkrauti jonai) iš lydinio perėjo į vandenį.
Tai ne tik suteikė vandeniui auksinį blizgesį, bet ir pavertė jį laidžiu – tokiu, kokį gautume itin aukšto slėgio sąlygomis.
Tai buvo patvirtinta naudojant optinio atspindžio spektroskopiją ir sinchrotrono rentgeno fotoelektronų spektroskopiją. Abi savybės – auksinis blizgesys ir laidumas – užėmė du skirtingus dažnių diapazonus, todėl jas abi buvo galima aiškiai identifikuoti.
Tyrimas ne tik leido geriau suprasti šį fazinį virsmą čia, Žemėje, bet ir suteikė galimybių geriau ištirti ekstremalias aukšto slėgio sąlygas didelių planetų gelmėse.
