Известно, что вода является отличным изолятором, но при определенных условиях она может стать проводящей и проявить металлические свойства. До недавнего времени единственным способом вызвать этот металлический эффект в чистой воде было чрезвычайно высокое давление, которое трудно воспроизвести в лабораторных условиях. Однако теперь исследователи нашли новый метод, позволяющий достичь этого фазового перехода без использования высокого давления.
В 2021 году группа ученых впервые продемонстрировала, что если привести чистую воду в контакт с электронообменным щелочным металлом, таким как сплав натрия и калия, то вода может стать металлической. Это революционное открытие открывает новые возможности для непосредственного изучения проводимости чистой воды.
"Фазовый переход в металлическую воду можно увидеть невооруженным глазом! Серебристая натриево-калиевая капелька покрывается золотистым сиянием, что очень впечатляет", - говорит физик Роберт Зайдель из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца в Германии.
Метод заключается в добавлении воды к щелочному металлу вместо того, чтобы добавлять металл к воде. Это связано с тем, что щелочные металлы сильно реагируют с жидкой водой и даже могут вызывать взрывы. Аккуратно выдавливая небольшой кусок сплава натрия и калия и добавляя тонкую пленку чистой воды методом осаждения из паровой фазы, электроны и катионы металла переходят в воду из сплава, придавая ей золотистый блеск и делая ее проводящей.
Для подтверждения электропроводности воды использовались оптическая спектроскопия отражения и синхротронная рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Эти методы показали, что вода обладает как золотистым блеском, так и полосой проводимости, которая занимает разные частотные диапазоны.
Это открытие не только расширяет наши представления о фазовом переходе воды на Земле, но и имеет значение для изучения экстремальных условий высокого давления внутри больших планет. Воспроизведя эти условия в лабораторных условиях, ученые смогут получить представление о свойствах воды в таких экстремальных условиях..
