Các nhà khoa học biến đổi thành công nước tinh khiết thành kim loại

Trên thực tế, bản thân nước tinh khiết gần như là một chất cách điện hoàn hảo. Còn nước được tìm thấy ngoài tự nhiên ở khắp nơi trên thế giới lại là một chất dẫn điện hoàn hảo, nguyên do bởi các tạp chất và khoáng chất được tìm thấy bên trong nó. Nhưng nước chỉ trở thành “kim loại” ở áp suất cực cao. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách để làm điều đó theo cách đơn giản hơn, bằng cách “kim loại hóa” nước tinh khiết bằng cách sử dụng một số kim loại nhất định.

Quá trình này lần đầu tiên được đề xuất trên một báo cáo được công bố vào tháng 7/2021. Tuy nhiên, mới đây một nhóm các nhà nghiên cứu đã ghi lại được sự chuyển đổi của nước thành kim loại. Sự biến đổi chỉ được thực hiện bằng cách đưa nước tinh khiết tiếp xúc với các kim loại kiềm có khả năng chia sẻ điện tử.

Quá trình giọt nước kim loại hình thành. Bên phải là bằng chứng quang phổ của giọt nước được hình thành.

Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một hợp kim kết hợp làm từ natri và kali, sau đó thêm vào các hạt mang điện chuyển động tự do. Để thực hiện quá trình biến đổi và tạo ra kim loại từ nước, các nhà nghiên cứu đã cho một giọt hợp kim tiếp xúc với một lượng nhỏ hơi nước trong một buồng chân không.

Các electron được giải phóng khỏi kim loại kiềm tan trong lớp hơi nước trên bề mặt nhanh hơn phản ứng hóa học dẫn đến việc phát nổ. Khi có đủ số lượng để vượt qua giới hạn tới hạn đối với sự hình thành "vùng dẫn", dung dịch nước kim loại được tạo ra. Vùng dẫn là vùng có mức năng lượng cao nhất, là vùng mà điện tử sẽ linh động (như các điện tử tự do) và điện tử ở vùng này sẽ là điện tử dẫn, có nghĩa là chất sẽ có khả năng dẫn điện khi có điện tử tồn tại trên vùng dẫn.

Hình ảnh cận cảnh về giọt nước kim loại.

Chưa rõ mục đích của việc tạo ra kim loại từ nước sẽ như thế nào, nhưng các nhà khoa học đã làm được điều mà nhiều người nghĩ là không thể trên Trái đất. Và họ đã nhờ sự hỗ trợ của môi trường chân không để làm điều đó. Bởi có một vấn đề lớn ở đây. Thông thường, các kim loại kiềm tạo ra phản ứng nổ với nước. Do đó, việc pha trộn cả hai với nhau trong môi trường bình thường có thể đặc biệt nguy hiểm. Đó là lý do tại sao một môi trường chân không được sử dụng trong thí nghiệm. Và đó cũng là lý do tại sao các nhà nghiên cứu thêm nước vào kim loại thay vì làm điều ngược lại. Quy trình này cho phép nó mở rộng và tạo ra giọt, thay vì phát nổ như bình thường.

Dù nhìn theo cách nào thì việc có thể tạo ra một biến đổi hấp dẫn như vậy cũng là một mình chứng mới cho thấy những đột phá khoa học mà nhân loại đang thực hiện trong những năm gần đây. Có lẽ trong tương lai, chúng ta sẽ tìm thấy một công dụng khác cho loại nước kim loại hóa này, hoặc ít nhất nó có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cấu tạo của các hành tinh như sao Mộc, nơi được cho là chứa rất nhiều nước tinh khiết đã bị kim loại hóa ở bên trong.

Tham khảo BGR, Nature

Theo Bảo Nam