你见过能把水变成闪亮的金属吗

在一项令人费解的实验中，科学家们在短短几秒钟内将纯净水转化为金属，从而使液体能够导电。这是迄今为止最快的电化学反应，也是世界上第一次将水转化为金属。然而，这项研究并没有解释为什么水能够产生电流。尽管如此，研究人员认为，这种现象可能是由于水中存在大量的氧气，从而导致水分子之间发生化学反应。他们还表示，这种现象可能会持续数年，甚至数十年的时间。

根据关于这项新研究的一份声明，未经处理的水已经可导电——这意味着带负电的电子可以更容易地在其分子之间流动——因为不经过滤的水含有盐分。然而，纯净水只包含水分子，其最外层的电子仍然与其指定的原子结合，因此它们不能在水中自由流动。

从理论上讲，如果对纯水施加足够的压力，水分子会挤在一起，它们的价壳层，即围绕每个原子的最外层电子环，会重叠。这将允许电子在每个分子之间自由流动，并在技术上将水变成金属。

布拉格捷克科学院的物理化学家、研究作者 Pavel Jungwirth 告诉《自然新闻与评论》，问题在于，要将水挤压成这种金属状态，需要 1500 万大气压（约 2.2 亿磅/平方英寸）的压力。 . 据《自然新闻》报道， 出于这个原因，地球物理学家怀疑这种水化金属可能存在于木星、海王星和天王星等巨大行星的核心中。

但是 Jungwirth 和他的同事们想知道他们是否可以通过不同的方式将水变成金属，而不会产生木星核心中那种荒谬的压力。他们决定使用碱金属，包括钠和钾等元素，并且在它们的价壳中只保留一个电子。碱金属在形成化学键时倾向于将这个电子“捐赠”给其他原子，因为那个孤电子的“损失”使碱金属更加稳定。

据Cosmos Magazine 报道，碱金属遇水会爆炸，Jungwirth 和他的同事们过去实际上已经研究过这些剧烈的反应。但他们推测，如果他们能以某种方式避免爆炸，他们可以从碱金属中借用电子，并利用这些电子将水变成金属。

在周三（7 月 28 日）发表在《自然》杂志上的一份报告中描述了他们的新实验，该团队就是这样做的。在实验中，他们将一个装满钠和钾的注射器放入真空室中，挤出在室温下呈液态的金属小液滴，然后将这些金属液滴暴露在微量水蒸气中。水在金属液滴的表面形成了一层 0.000003 英寸（0.1 微米）的薄膜，随即，来自金属的电子开始冲入水中。

Jungwirth 告诉《自然新闻》，为了使实验能够进行，电子的移动速度必须超过爆炸反应的速度。一旦电子从碱金属飞向水中，不可思议的事情就发生了：在很短的时间里，水变成了闪亮的金黄色。使用光谱学，该团队能够证明亮黄色的水实际上是金属的。

“我们的研究不仅表明金属水确实可以在地球上产生，而且还表征了与其美丽的金色金属光泽相关的光谱特性，”研究作者、柏林洪堡大学青年研究小组负责人罗伯特·塞德尔 (Robert Seidel) 在该声明。“你可以用肉眼看到金属水的相变，”他补充说。

“这太棒了，就像你发现了一个新元素一样，”Jungwirth 告诉 Nature News 和heComment。

最初素材来自Nicoletta Lanese

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