دانشمندان آب خالص را به فلز تبدیل کردند! - کتاب دینا

به گزارش کتاب دینا، همانطور که می دانید، آبی که در طبیعت یافت می گردد، راهنمایی نماینده جریان الکتریسیته است. این رسانایی از وجود ناخالصی ها در آب نشات می گیرد. این ناخالصی ها با تبدیل شدن به یون های آزاد، امکان عبور جریان برق را فراهم می نمایند.

به گزارش کتاب دینا به نقل از rahnamato، آب خالص یک عایق یا نارسانای الکتریکی است و فقط در فشار های بسیار بالا به خواص فلزی و رسانایی الکتریکی دست پیدا می نماید. چنین فشاری فراتر از توانایی فعلی انسان ها برای فراوری در آزمایشگاه می باشد.

محققان برای اولین بار در سال 2021 نشان دادند که تنها فشار بالا باعث القای خواص فیزیکی در آب نمی گردد. آن ها با قرار دادن آب خالص در تماس با یک فلز قلیایی (مانند آلیاژی از سدیم و پتاسیم) و آزاد شدن ذرات باردار خواص فلزی به آب بخشیدند. رسانایی حاصل از این روش تنها چند ثانیه طول می کشد، اما این موضوع گامی مهم در جهت درک فاز جدیدی از آب است.

به گفته رابرت سیدل فیزیکدان، این تغییر فاز به آب فلزی حتی با چشم غیر مسلح نیز قابل مشاهده است. در این روش قطره نقره ای سدیم-پتاسیم با نوعی درخشش طلایی پوشانده می گردد که بسیار چشمگیر است.

سیدل می گوید: از نظر تئوری هر ماده ای تحت فشار بالا می تواند به یک رسانای الکتریکی تبدیل گردد. اگر اتم ها را محکم به یکدیگری بفشاریم، اوربیتال های الکترون های بیرونی آغاز به همپوشانی نموده و به آن ها اجازه حرکت می دهند. این فشار در آب حدود 48 مگابار است؛ کمی کمتر از 48 میلیون برابر فشار جوی زمین در سطح دریا.

گرچه این مقدار فشار تا به امروز در آزمایشگاه فراوری شده است، اما چنین آزمایشاتی برای مطالعه آب فلزی مناسب نیستند. از این رو، تیمی از محققان به رهبری پاول جونگ ویرت شیمیدان آلی از آموزشگاه علوم چک به آنالیز فلز های قلیایی روی آوردند. این مواد به راحتی الکترون های بیرونی خود را آزاد می نمایند. با این کار می توان به خواص اشتراک الکترون آب خالص با فشار بالا بدون احتیاج به فشار بالا دست پیدا کرد. در اینجا یک مشکل وجود دارد؛ فلزات قلیایی با آب شدیدا و گاهی در حد انفجار واکنش نشان می دهند.

این تیم تحقیقاتی برای حل این مشکل به راهکار جالبی دست پیدا کردند. آن ها به جای افزودن فلز به آب، آب را به فلز اضافه کردند. این تحقیق علاوه بر درک بهتر این تغییر فاز، امکان مطالعه دقیق شرایط بسیار پرفشار در سیاره های بزرگ را نیز فراهم می نماید.

به عنوان مثال، در سیارات یخی منظومه شمسی مانند نپتون و اورانوس، تصور می گردد که هیدروژن بصورت یک فلز مایع است و تنها مشتری است که به دلیل فشار بالای خود، می تواند به آب خالص خواص فلزی ببخشد. این بازسازی شرایط سیارات منظومه شمسی واقعا هیجان انگیز است.