A tiszta víz szinte tökéletes szigetelő.
Igen, a természetben található víz vezeti az elektromosságot, de ez a benne lévő szennyeződések miatt van, amelyek szabad ionokká oldódnak, amelyek lehetővé teszik az elektromos áram áramlását. A tiszta víz csak rendkívül magas nyomáson válik „ásványivá” – elektronikusan vezetőképessé, ami meghaladja jelenlegi laboratóriumi gyártási lehetőségeinket.
De amint azt a kutatók 2021-ben először kimutatták, nem csak a magas nyomás stimulálja ezt az ásványt a tiszta vízben.
A tiszta víz elektronmegosztó alkálifémmel – jelen esetben nátrium és kálium ötvözetével – érintkezésbe hozásával szabadon mozgó töltött részecskék adhatók hozzá, így a víz fémmé alakul.
Az így létrejövő vezetőképesség csak néhány másodpercig tart, de ez egy fontos lépés afelé, hogy a víz ezen fázisát közvetlenül tanulmányozva megértsük.
„Szabad szemmel láthatja az ásványvízre való átmenet szakaszát!” Robert Seidel, a németországi Helmholtz Berlin Anyag- és Energiaközpont fizikusa megmagyarázni 2021-ben, amikor a kutatás megjelent.
„Az ezüst nátrium-kálium csepp aranyfényben borítja be magát, ami nagyon lenyűgöző.”
border-frame=”0″ allow=”gyorsulásmérő; automatikus lejátszás; írás vágólapra; titkosított adathordozó; giroszkóp; kép a képben; web-megosztás”allowfullscreen>
Elég nagy nyomás alatt elméletileg szinte bármilyen anyag vezetővé válhat.
Az ötlet az, hogy ha elég szorosan összenyomja az atomokat, a legkülső elektronok pályái átfedik egymást, lehetővé téve számukra a mozgást. A víz esetében ez a nyomás körülbelül 48 megabar, ami alig 48 milliószorosa a Föld légköri nyomásának tengerszinten.
Míg laboratóriumi körülmények között ezt meghaladó nyomás keletkezett, az ilyen kísérletek nem alkalmasak ásványvizek vizsgálatára. Így aztán Pavel Jungwirth, a Cseh Tudományos Akadémia szerves vegyésze által vezetett kutatócsoportja az alkálifémek felé fordult.
Ezek az anyagok nagyon könnyen felszabadítják a legkülső elektronjaikat, ami azt jelenti, hogy képesek kiváltani a tiszta, nagynyomású víz elektronmegosztási tulajdonságait anélkül, hogy nagy nyomásra lenne szükség.
Csak egy probléma van: az alkáli fémek drámai reakcióba lépnek a folyékony vízzel, néha akár felrobbannak is (vannak… Nagyon klassz videó lentebb).
Dobd a fémet a vízbe, és kapsz egy kaboomot.
border-frame=”0″ allow=”gyorsulásmérő; automatikus lejátszás; írás vágólapra; titkosított adathordozó; giroszkóp; kép a képben; web-megosztás”allowfullscreen>
A kutatócsoport nagyon klassz módszert talált a probléma megoldására. Mi lenne, ha vizet adnának a fémhez ahelyett, hogy a fém a vízhez?
Egy vákuumkamrában a csapat azzal kezdte, hogy egy fúvókából egy kis csepp nátrium-kálium ötvözetet lövellt ki, amely szobahőmérsékleten folyékony, majd nagyon óvatosan egy vékony réteg tiszta vizet adtunk hozzá gőzleválasztással.
Érintkezéskor elektronok és fémkationok (pozitív töltésű ionok) áramlottak a vízbe az ötvözetből.
Ez nem csak arany fényt adott a víznek, hanem vezetőképessé is tette a vizet – ahogy azt a nagy nyomású tiszta ásványvízben látni kell.
Ezt optikai reflexiós spektroszkópiával és szinkrotron röntgenspektroszkópiával igazoltuk.
A két jellemző – az aranyfényű csillogás és a vezető csík – két különböző frekvenciasávot foglal el, ami lehetővé tette azok egyértelmű azonosítását.
Amellett, hogy jobban megértjük ezt a fázisátalakulást itt a Földön, a kutatás lehetővé teheti a nagy bolygókon belüli extrém magas nyomású körülmények közelebbi tanulmányozását is.
A Naprendszer jeges bolygóin, a Neptunuszban és az Uránuszban például a folyékony fémes hidrogénről azt gondolják, hogy örvényben örvénylik. A Jupiter az egyetlen bolygó, ahol a nyomást elég magasnak tartják a tiszta víz ásványosításához.
Az a kilátás, hogy képesek leszünk megismételni a körülményeket egy óriásbolygó belsejében a Naprendszerünkben, valóban izgalmas.
„Tanulmányunk nemcsak azt mutatja, hogy ásványvíz valóban előállítható a Földön, hanem a gyönyörű arany fémes fényéhez kapcsolódó spektrális tulajdonságokat is jellemzi.” – mondta Seidel.
A kutatás ben jelent meg természet.
A cikk korábbi verziója 2021 júliusában jelent meg.
Lili Farkas az Androbit szerzője, aki hírekkel, politikával, üzleti témákkal, technológiával, sporttal, szórakozással és életmóddal foglalkozik. Célja, hogy közérthető, hasznos és megbízható információkkal segítse az olvasókat az aktuális események és fontos témák követésében.
More Stories
Apple okosgyűrű fejlesztésén dolgozhat – érkezhet az iRing
Rejtélyes marsi jelenséget azonosítottak egy elveszett NASA-űrszonda korábbi adatai alapján
Óriási aszteroida közelíti meg a Földet: a NASA szerint továbbra sincs teljes védelem