Các nhà khoa học lần đầu tiên biến nước tinh khiết sang trạng thái kim loại

20/08/2021 - Lượt xem: 709

Các nhà khoa học đã biến nước tinh khiết thành kim loại và có tính dẫn điện trong một thí nghiệm gần đây, theo Epoch Times.

Màu vàng trên mặt nước kim loại hoá, có thể quan sát bằng mắt thường (Ảnh: Phil Mason/IOCB Prague)

Theo quan niệm thông thường, mọi người cho rằng nước dễ dẫn điện, điều này là do nguồn nước chúng ta tiếp xúc trong cuộc sống có chứa nhiều tạp chất khác nhau khiến nước dẫn điện. Nước tinh khiết thực sự có thể được gọi là một chất cách điện lý tưởng. Tuy nhiên, gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra cách làm cho nước tinh khiết cũng thể hiện tính dẫn điện của kim loại, và trong thí nghiệm đã chứng kiến ​​nước biến thành kim loại có màu vàng.

Theo nghiên cứu, các phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết hydro lỏng lẻo, các electron vẫn bị ràng buộc và sẽ không di chuyển tùy tiện. Để tạo thành một dải dẫn điện, phải có các electron có thể chuyển động tự do. Trước đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng khi các electron ở ngoại vi của các phân tử nước chồng lên nhau dưới áp suất cực cao, nước tinh khiết cũng sẽ tạo thành một dải dẫn điện. Các tính toán cho thấy chỉ có lõi bên trong của một hành tinh lớn như Sao Mộc mới có điều kiện như vậy.

Mới đây, một nhóm nghiên cứu gồm 15 nhà khoa học đến từ 11 cơ quan nghiên cứu trên thế giới đã phát minh ra một phương pháp không cần áp suất cao nhưng nước tinh khiết cũng thể hiện được đặc tính của kim loại. Cơ sở bức xạ synctron BESSY II ở Berlin đã ghi lại sự chuyển đổi từ nước tinh khiết sang sự xuất hiện của các đặc tính kim loại.

Các nhà nghiên cứu sử dụng kim loại kiềm để dễ dàng làm mất các đặc tính của các điện tử ngoại vi, và sử dụng chúng để thử nghiệm với nước. Kim loại kiềm dễ nổ khi tiếp xúc với nước. Các nhà nghiên cứu không đưa kim loại kiềm vào nước mà sử dụng một vòi phun chính xác để nhỏ từ từ một giọt hợp kim natri kali vào bình chứa chân không. Hợp kim natri kali này là kim loại lỏng ở nhiệt độ phòng.

Các nhà khoa học cho các giọt kim loại tiếp xúc với hơi nước trong một bình chứa chân không, và điều này biến nước thành kim loại trong vài giây. (Ảnh: HZB)

Mất khoảng 10 giây để vòi phun này tạo thành một giọt kim loại, trong quá trình này, các nhà nghiên cứu thêm hơi nước vào bình chứa chân không. Một số phân tử nước sẽ bám vào bên ngoài của giọt kim loại, tạo thành một màng phân tử nước mỏng. Điều này làm cho các electron trong hợp kim ngay lập tức bứt ra khỏi kim loại kiềm và đi vào nước. Các điện tử này trở thành các điện tử chuyển động tự do trong nước, tạo thành một dải dẫn điện.

Sử dụng thiết bị BESSY II, các nhà nghiên cứu xác nhận sự ra đời của lớp “nước kim loại” này bằng cách đo tần số plasma và dải dẫn điện của màng nước.

Điều đáng kinh ngạc nhất là quá trình biến màng nước này thành “nước kim loại” là một hiệu ứng có thể nhìn thấy – nó phát ra ánh sáng vàng và kéo dài trong vài giây.

Robert Seidel, giám đốc thí nghiệm cho biết: “Bạn có thể tận mắt chứng kiến ​​quá trình biến đổi thành nước kim loại! Giọt hợp kim natri-kali bạc được bao phủ bởi một lớp màu vàng, điều này thật đáng kinh ngạc”.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 28/7/2021.
Nguồn: DKN