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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

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, ...>>

Случайная новость из Архива Свойства магнитного материала: от изолятора к металлу 13.03.2014 Ученые из Калифорнийского университета в Сан Диего создали материал, магнитные свойства которого сильно меняются в зависимости от температуры. Описание нового материала было представлено на конференции Американского физического общества, прошедшей в Денвере. В качестве основы для материала были использованы тонкопленочные оксид ванадия и никель. Оксид ванадия, как показали авторы ранее, меняет свойства проводимости при незначительном изменении температуры. Он является изолятором при низкой температуре, а в случае превышения некоторого порога начинает проявлять свойства металла. "Мы научились управлять магнитными свойствами материала без использования магнитного поля. В принципе это управление можно осуществлять при помощи электрического тока или напряжения" - пояснил свойства созданного материала Иван Шулер, один из авторов работы. Пока что у авторов получилось изменять магнитные свойства материала при помощи облучения лазером. В диапазоне всего в 20° его "сопротивляемость" магнитному полю (коэрцивность) изменялась почти в 5 раз. По мнению ученых, исследование нового материала может стать стимулом для создания новых магнитных носителей. Кроме того, на основе материала с подобными характеристиками возможно создание трансформаторов, которые будут устойчивы к шоковым нагрузкам.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026