纯净水是近乎完美的绝缘体 。
上图：金属化水上的金色光泽 。
是的 ， 自然界中的水是导电的 —— 但这是因为水中的杂质溶解成自由离子 ， 使电流得以流动 。 而纯净水只有在极高的压力下才会变成“金属”（导电性） ， 这超出了我们目前在实验室中生产的能力 。
但是 ， 正如研究人员在2021年首次证明的那样 ， 不仅仅是高压可以在纯水中诱导这种金属丰度 。
通过让纯水与一种共享电子的碱金属（在这种情况下是钠和钾的合金）接触 ， 可以加入自由运动的带电粒子 ， 使水变成金属 。 由此产生的导电性只持续了几秒钟 ， 但它是通过直接研究水的这一相来理解它的重要一步 。
去年这篇论文发表时 ， 来自德国柏林材料能源中心的物理学家罗伯特·塞德尔解释说：“你可以用肉眼看到金属水的相变！银色的钠钾液滴覆盖着金色的光芒 ， 这非常令人印象深刻 。 ”
在足够高的压力下 ， 理论上几乎任何材料都可以导电 。
这个想法是 ， 如果你把原子挤压得足够紧 ， 外层电子的轨道就会开始重叠 ， 允许它们四处移动 。 对于水 ， 这一压力约为48兆巴 ， 略低于地球海平面大气压力的4800万倍 。
虽然 ， 在实验室环境中产生了超过这个数值的压力 ， 但这种实验不适合研究金属水 。 因此 ， 由捷克科学院的有机化学家帕维尔·容维思（Pavel Jungwirth）领导的研究小组转向了碱金属 。
这些物质很容易释放它们的外层电子 ， 这意味着 ， 它们可以在没有高压的情况下诱导高压纯水的电子共享特性 。
但这只有一个问题：碱金属与液态水的反应非常激烈 ， 有时甚至会达到爆炸的程度 。 把碱金属扔进水里 ， 就会产生剧烈反应 ， 发生爆炸 。
而研究小组发现了一个非常巧妙的方法来解决这个问题 。 如果不是把金属加到水里 ， 而是把水加到金属里呢？
在真空室中 ， 研究小组首先从喷嘴中挤出一小团钠钾合金（在室温下是液体） ， 然后非常小心地用气相沉积法加入一层纯水薄膜 。
接触时 ， 电子和金属阳离子（带正电荷的离子）从合金流入水中 。 这不仅使水有了金色的光泽 ， 还使水变得导电 —— 就像我们在高压下看到的金属纯水一样 。
用光学反射光谱和同步辐射X射线光电子能谱证实了这一点 。
这两种特性（金色光泽和导电带）占据了两个不同的频率范围 ， 这使得它们都可以被清楚地识别出来 。
除了让我们更好地了解地球上的这种相变 ， 这项研究还可以让我们更深入地研究大型行星内部的极端高压条件 。
例如 ， 在太阳系的冰行星 ， 海王星和天王星 ， 液态金属氢被认为是旋转的 。 而且只有木星的压力被认为高到足以使纯水金属化 。
【科学家们将纯净水变成了导电的金属】能够复制太阳系行星巨人内部条件的前景确实令人兴奋 。
物理学家罗伯特·塞德尔说：“我们的研究不仅表明地球上确实可以产生金属水 ， 而且还显示了与它美丽的金色金属光泽相关的光谱特性 。 ”
这项研究发表在《自然》杂志上 。
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