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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Сладкая смерть для комаров 06.01.2018 Американская компания ISCA Technologies заявила, что разработала три простых недорогих способа борьбы с малярийными комарами с использованием соединений, называемых сигнальными - феромонов и других веществ, выделяемых организмами для управления поведением других организмов. Созданные компанией ISCA "коктейли" из сигнальных соединений, вырабатываемых растениями и животными, приманивают вредных насекомых и убивают их с помощью инсектицидов. Этот метод воздействует на комаров эффективнее и позволяет распылять меньше инсектицидов. Комары не только раздражают - они распространяют возбудителей опустошительных болезней, включая вирусы малярии и лихорадки Зика, которые вызывали пандемии. В одном только 2015 г. малярией переболело 212 млн. человек, из которых, по оценкам, 429 000 умерли - в основном в Африке южнее Сахары. Богатые страны, такие, как США, располагают эффективными средствами борьбы с комарами, но многим развивающимся странам эти средства не по карману. Технологии, основанные на использовании запахов, очень перспективны, но предстоит решить еще множество проблем, в частности, учесть возможность адаптации комаров, которая позволит им не соблазняться этими сигнальными соединениями. Для начала, используется т.н. "знаковая смесь" (signature blend), которую компания иронически назвала "троянской коровой", состоящая из сигнальных соединений, имитирующих запах человека, который, естественно, обожают комары. Этой смесью с ложным человеческим запахом можно опрыскать скот и других домашних животных. Комары, привлеченные запахом, будут пить кровь животных, а не человека. А если этим животным ввести препараты, токсичные для комаров (например, типичные препараты от глистов), кровососы будут гибнуть. Далее, есть еще смесь феромона, привлекающего взрослых самок, и аттрактанта, заманивающего их личинок. Ее можно распылять перед дождем в потенциальных местах размножения комаров. Войдя в контакт с водой, эта смесь выделяет феромоны, побуждающие самок откладывать яйца на обработанной ею территории. Вылупившиеся личинки поедают этот аттрактант, который содержит в себе живые бактерии Bacillus thuringiensis israelensis, а эти бактерии убивают личинки комаров, не причиняя вреда другим насекомым, в частности пчелам и бабочкам. Наконец, третье средство учитывает, что комарам, переносящим заболевания, нужен еще и сахар, помимо крови. Специалисты ISCA исследовали ряд сигнальных соединений растительного происхождения и создали смесь, пахнущую, как нектар. Компания предполагает распылять эту смесь вместе с пестицидами под крыши домов или около оград поселков. Комары, привлеченные этими сладко пахнущими ловушками к трапезе, будут встречать сладкую смерть. Где-то даже романтично.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026