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科学家第一次在实验室里绕过高压将原本绝缘的纯水变成金属

2021-08-10 16:54 来源:东方网 作者:杜玉梅 阅读量:18718 

在正常情况下,纯水几乎是完美的绝缘体——水只在极端压力下产生金属性质,例如在某些行星的深处可是,根据物理学家组织网络最近的消息,一项国际合作研究通过完全不同的方法产生了金属水

这是科学家第一次在实验室里绕过高压,将原本绝缘的纯水变成金属。

这项研究发表在最近的《自然》期刊上。

只要有足够的压力,包括水在内的许多物质都可以转变成导体,从而表现出特殊的金属性质这是因为,在高压下,原子或分子被挤压并共享电子,而这些自由移动的电子使绝缘材料具有导电性当然,这个条件意味着——的极高压力,对于纯水来说,只能在4800万个大气压下转化为导体,而这种极端压力往往只存在于质量巨大的行星内部

现在,由来自世界各地的11个研究机构组成的国际团队已经绕过高压条件,在德国柏林名为BESSY II的实验设施中完成了这项工作研究团队取得突破的关键是将水与碱金属配对

事实上,碱金属很容易从其原子的壳层释放电子,但是碱金属和水之间的化学反应非常强烈因此,在实验中,研究人员颠倒了传统的混合方法,而是在一滴碱金属上滴一小滴水在真空室中,室温下呈液态的钠钾合金从喷嘴滴下,然后水蒸气通过管道进入真空室,在金属液滴外形成极薄的外层

电子和金属阳离子从钠钾合金流入水中,形成导电的金属水。

这项研究的结果

它避开了极限压力的限制,使得在地球上的实验室里制备金属水成为可能,突破了人类对水的认知。

研究员罗伯特塞德尔说,他们甚至可以用肉眼看到金属水的相变——,令人印象深刻研究员帕维尔朱尔斯说,观察金属水是他学术生涯的亮点

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