Hihetetlen: fémmé változott a víz

Először sikerült a tiszta vizet fémmé alakítani (illusztráció)

Először sikerült a tudósoknak a tiszta vizet fémmé alakítaniuk. A hihetetlen eredmény segít megérteni azokat a fizikai folyamatokat, amelyek a távoli bolygókon játszódnak le.

Víz és víz között is van különbség

A tiszta víz szinte tökéletes szigetelő. Ez elsőre meglepően hangzik, hiszen a köztudatban ennek pont az ellenkezője él.

A természetes víz valóban vezető, de ez a tulajdonság a benne lévő szennyeződéseknek köszönhető, amik feloldódva, szabad ionokként segítik az elektromos áram áramlását. Idáig úgy hitték, a tiszta víz csak abban az esetben tud „fémessé" – vagyis jó elektromos vezetővé – válni, ha extrém nagy nyomás alá helyezik. Egy kutatócsoport azonban most bebizonyította, hogy nincs szükség hatalmas nyomásra.

Kiderült, hogy ha a tiszta víz alkálifémekkel (jelen esetben nátrium-kálium ötvözettel) érintkezik, akkor a szabadon mozgó töltött részecskék révén fémmé válik.

A hatás csupán néhány másodpercig tart, de ez az idő bőségesen elegendő ahhoz, hogy a víz e különös állapotát behatóbban tanulmányozzák a szakemberek.

Saját szemünkkel láthatjuk, ahogy a fázisátmenet során a víz fémmé válik. Az ezüstös színű nátrium-kálium csepp aranylóan kezd fényleni, ami nagyon lenyűgöző"

– mondta Robert Seidel fizikus, a német Helmholtz-Zentrum Berlin kutatója. Az eredményekről a Nature magazin számolt be.

Először sikerült a tiszta vizet fémmé alakítani (illusztráció) Forrás: Science Photo Library via AFP/WLADIMIR BULGAR/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Wladimir Bulgar/Science Photo Li

Így csináltak fémet a vízből

Elképesztően nagy nyomás alatt elvileg bármilyen anyag elektromos vezetővé alakítható. A tiszta víz esetében ehhez 48 megabar nyomásra van szükség – ez az érték a tengerszinten lévő légköri nyomás negyvennyolcmilliószorosa.

Bár ekkora nyomást laboratóriumban is létre tudnak hozni, a fémes vizet ilyen körülmények között lehetetlen lenne tanulmányozni. Ezért a szakértők alkálifémeket használtak, amik külső elektronjaikat könnyedén leadják, így alkalmasak arra, hogy nagy nyomás nélkül is vezetővé alakítsák a tiszta vizet. Egyetlen probléma maradt csupán: az alkálifémek rendkívül hevesen – olykor robbanásszerűen – lépnek reakcióba a folyékony vízzel.

Ezért a kutatók egy vákuumkamrában a folyékony halmazállapotú nátrium-kálium cseppre vékony vízgőzréteget vittek fel.

A két anyag érintkezésével elektronok és kationok áramlottak az ötvözetről a vízbe, amitől az aranyszínűvé, és elektromos vezetővé vált.

A fázisváltozást spektroszkópok is megerősítették.

Az eredmények segíthetnek megérteni, milyen folyamatok játszódhatnak le a Neptunuszhoz és Uránuszhoz hasonló óriásbolygók belsejében.