Превращение воды в металл

14.02.2024

Природно вода не является проводником электричества, за исключением случаев, когда содержатся примеси, позволяющие проходить току. Однако чистая вода может стать «металлической» только под чрезвычайно высоким давлением, которое трудно воспроизвести в лабораторных условиях.

Но несколько лет назад исследователи обнаружили, что металличность в чистой воде можно вызвать не только через экстремальное давление. Процесс может быть запущен, если соединить чистую воду с щелочным металлом, таким как сплав натрия и калия. В этом случае проводимость сохраняется лишь на несколько секунд, но это значимый прорыв для науки.

"Фазовый переход в металлическую воду можно увидеть невооруженным глазом. Серебристая капля натрия и калия начинает покрываться золотистой пленкой, что выглядит поразительно", - говорит физик Роберт Зайдель из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца. При достаточно сильном давлении практически каждый материал может стать проводником, как утверждает теория.

Идея заключается в том, что если атомы сжать достаточно сильно, орбитали внешних электронов начнут перекрываться, позволяя им двигаться. Для этого вода должна подвергнуться давлению около 48 мегабар. К примеру, атмосферное давление на Земле на уровне моря меньше в 48 млн раз.

Тем не менее, такое давление было создано в лабораторных условиях, но они не подходили для изучения металлической воды. Поэтому команда под руководством химика-органика Павла Юнгвирта из Чешской академии наук обратилась к щелочным металлам.

Такие вещества легко высвобождают свои внешние электроны, поэтому могут вызвать процесс обмена электронами в чистой воде под высоким давлением, но без него.

Однако эксперимент столкнулся с серьезной проблемой: щелочные металлы реагируют взрывоопасно с водой. Исследователи нашли решение этой проблемы: вместо добавления металла в воду они добавили воду в металл. В камере с вакуумом команда получила каплю натриево-калиевого сплава, находящегося в жидком состоянии при комнатной температуре. Затем на каплю нанесли тонкую пленку чистой воды.

При контакте электроны и катионы металлов (положительно заряженные ионы) перешли в воду из сплава. Этот процесс не только придал воде золотистый цвет, но и сделал ее проводником, как и при экстремальном давлении.

Открытие металлических свойств воды без экстремального давления открывает новые перспективы для исследований в области физики и химии. Этот прорыв может иметь важные практические применения в различных областях науки и технологий, от разработки новых материалов до электроники и энергетики.

<< Назад: Лень полезна для человека 14.02.2024

>> Вперед: Томаты растут и вялятся на ветке 13.02.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Сохранение свойства прозрачных электродов при нагревании 07.12.2020 Способ термообработки, позволяющий избежать ухудшения электрических свойств прозрачного электрода из оксида индия и олова, нашла международная группа исследователей. При практическом применении прозрачных электродов в электронике происходит термообработка материала при температурах около 400°С. Ученые искали способы обработки, позволяющие максимально сохранить электрические и оптические свойства материала. Исследователи подвергали легированный оловом оксид индия (ITO) обработке при температурах в интервале 200-400°C при различных атмосферах отжига - кислороде, азоте и углекислом газе. После обработки оценивались структурные, оптические и электрические свойства проводника. Образцы, обработанные как кислородом, так и азотом, демонстрируют ухудшение структурных, оптических и проводящих свойств ITO, в то время как атмосфера двуокиси углерода препятствует разложению ITO при 400°C.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025