چگونه آب را به فلزی رسانا تبدیل کنیم؟

مجله علمی ایلیاد - دانشمندان توانسته‌اند در یک آزمایش خارق‌العاده، آب خالص را برای کسری از ثانیه به فلز تبدیل کنند و به این ترتیب، این سیال توانسته الکتریسیته را انتقال دهد.

آب در حالت غیرخالص امکان انتقال الکتریسیته را دارد. انتقال الکتریسیته به این معنی است که الکترون‌های دارای بار منفی به راحتی می‌توانند بین مولکول‌های آب غیرخالص حرکت کنند. دلیل این خاصیت در آب غیرخالص به وجود نمک‌های موجود در آب ارتباط دارد. با این حال آب خالص تنها دارای مولکول‌های آب است و الکترون‌های آزاد درون آن جریان ندارند و می‌توان گفت به صورت عادی الکتریسیته را انتقال نمی‌دهد.

به صورت تئوری می‌توان گفت که اگر فشار کافی به آب خالص وارد شود، فشردگی مولکول‌های آب به یکدیگر باعث می‌شود الکترون‌های اطراف اتم‌های کنار هم با یکدیگر همپوشانی کنند و به این ترتیب، الکترون‌ها درون ساختار مولکولی آب به راحتی امکان حرکت دارند. در این حالت می‌توان گفت که آب تبدیل به فلز شده است.

ایجاد حالت فلزی برای آب خالص این محدودیت را دارد که نیاز به فشار بسیار بالایی دارد. در واقع برای ایجاد این حالت نیاز به ۱۵ میلیون اتمسفر فشار است. زمین‌شناسان حدس می‌زنند که این فشار در هسته‌ی سیاراتی مانند مشتری، نپتون و اورانوس قابل دستیابی است.

دانشمندان آکادمی علوم چک در پراگ تلاش کرده‌اند با روش دیگری آب را به حالت فلزی ببرند. آن‌ها از فلزات قلیایی مانند سدیوم و پتاسیوم برای این منظور استفاده کرده‌اند. این فلزات در مدار آخر خود دارای یک الکترون آزاد هستند و مایل هستند این الکترون را به اتم‌های دیگر اهدا کنند. این فلزات با دادن الکترون اضافی خود به حالت پایدارتری می‌روند و به همین خاطر راحت این کار را انجام می‌دهند.

فلزات قلیایی در تماس با آب امکان انفجار را نیز دارند. محققین این نظریه را مطرح کرده‌اند که اگر بتوانند جلوی این حالت انفجاری را بگیرند، می‌توانند الکترون آزاد فلزات قلیایی را به آب منتقل کنند و آب را به حالت فلزی ببرند. آن‌ها نتایج موفقیت‌آمیز آزمایش مربوطه را در مجله‌ی Nature منتشر کرده‌اند.

محققین برای این کار، سرنگی حاوی سدیوم و پتاسیوم را درون یک محفظه‌ی خلاء قرار دادند و اجازه دادند قطرات ریز این فلزات از سرنگ خارج شوند و سپس این قطرات فلزی را در معرض بخار آب خیلی کمی قرار دادند. بخار آب توانست لایه‌ی نازکی را روی قطرات فلز ایجاد کند و الکترون‌ها به سرعت از فلز وارد آب شدند. به این ترتیب، برای مدت زمان خیلی کوتاهی، آب به رنگ زرد طلایی درآمد. محققین با استفاده از طیف‌سنج نشان داده‌اند که این آب طلایی در واقع حالت فلزی دارد.