據(jù)外媒報(bào)道，每個(gè)孩子都知道水能導(dǎo)電--但這是指“正常的”含有鹽的日常水。而純凈的蒸餾水幾乎則是完美的絕緣體，它由水分子組成，通過氫鍵松散地連接在一起。價(jià)電子保持束縛而不能移動(dòng)。為了創(chuàng)造一個(gè)帶有自由移動(dòng)電子的傳導(dǎo)帶，水必須被加壓到這樣的程度，從而使外層電子的軌道重疊。

然而一項(xiàng)計(jì)算表明，這種壓力只存在于像木星這樣的大行星的核心。

提供電子

來自11個(gè)研究機(jī)構(gòu)的15名科學(xué)家組成了一個(gè)國(guó)際合作小組，他們首次使用了一種完全不同的方法來生產(chǎn)具有金屬性質(zhì)的水溶液并記錄了BESSY II的這種相變。為了做到這一點(diǎn)，他們使用堿金屬做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閴A金屬很容易釋放其外層電子。

避免爆炸

但堿金屬和水之間的化學(xué)反應(yīng)是爆炸性的。鈉或其他堿金屬在水中立即開始燃燒。但研究小組發(fā)現(xiàn)一種讓這種暴力化學(xué)得以檢查的方法：他們不再扔一塊堿金屬成水，相反，他們把少量的水滴入堿金屬--鈉鉀合金(Na-K)中。該合金在室溫下為液態(tài)。

BESSY II實(shí)驗(yàn)

在BESSY II，研究人員在U49/2束線上的SOL?PES高真空樣品室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。樣品室包含一個(gè)精細(xì)的噴嘴，液體Na-K合金從其中滴下。銀色的液滴生長(zhǎng)了約10秒鐘，直到它從噴嘴上脫落。隨著液滴的增長(zhǎng)，一些水蒸氣流入樣品室并在液滴的表面形成一層極薄的皮膚，其只有幾層水分子。這幾乎立即導(dǎo)致電子和金屬陽離子從堿合金溶解到水中。水中釋放的電子就像傳導(dǎo)帶中的自由電子。

金屬皮膚水

“你用肉眼就能看到金屬水的相變!銀色的鈉-鉀液滴本身覆蓋著金色的光芒，這是非常令人印象深刻的，”Robert Seidel博士報(bào)告稱。他監(jiān)督了BESSY II的實(shí)驗(yàn)。這層薄薄的金色金屬水在幾秒鐘內(nèi)仍舊可見。這使得布拉格捷克科學(xué)院Pavel Jungwirth教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)通過BESSY II和布拉格IOCB的光譜分析證明了它確實(shí)是金屬狀態(tài)的水。

金屬相指紋

金屬相的兩個(gè)決定性指紋是等離子體頻率和傳導(dǎo)帶。研究人員確定下這兩個(gè)使用光學(xué)反射光譜和同步加速器X射線光電子能譜學(xué)的量：當(dāng)為金色的等離子體頻率時(shí)，金屬“水皮膚”約2.7 eV(即藍(lán)色可見光范圍);傳導(dǎo)帶的寬度約有1.1 eV并有鋒利的費(fèi)米邊緣。Seidel說道：“我們的研究不僅表明金屬水確實(shí)可以在地球上產(chǎn)生，而且還描述了跟它美麗金色金屬光澤相關(guān)的光譜特性。”

關(guān)鍵詞： 研究人員 化學(xué)爆炸 金屬水 價(jià)電子