纯净的水是一种导电性极差的绝缘体,而捷克的科学家最近在国际顶级学术刊物《自然》上发表论文,他们将纯水变成了可以导电的金属,这是怎么一回事呢? 金属和水的区别 金属和水的区别有很多不同的理论来解释,最简单的理论叫做电子气理论。金属之所以能导电,是因为电子可以在整个金属内部自由移动,而电子参与导电也是金属的特质。 像水一类的物质,电子被牢牢地束缚在原子核附近,不能自由移动,因此水不能进行导电。尽管加入了盐之后,水也能导电,但是此时参与导电的是离子,而不是电子,因此这样导电的水并不能算金属。 水变成导电的金属难在什么地方? 一般绝缘的材料通过加压都可以导电,只不过像纯水这样物质,它变成金属的压力高达4800万个大气压。这样的压力只有在一些行星或者恒星的内部才能实现,而人类目前的技术绝不可能产生这么大的压力。目前人类对水加压,能够让水导电,只不过这时只是将水分解成了质子,使得质子导电而已。 既然要将水变成金属的关键是要让水有可以自由移动的电子,那么我们是否可以从外界给水引入电子呢?捷克的科学家就是采取的这条思路。金属钾和金属钠是属于电子非常活跃的物质,它们非常容易将自己的电子拿给其他物质。只不过大家都知道,钾和钠一旦和水接触,就会快速反应甚至爆炸。所以问题的关键在于,如何让水获取电子的速度快过水与钾、钠反应的速度。 如何实现将水变成金属? 捷克的科学家设计了一个巧妙的装置,他们在真空中设计了一个注射器,通过这个注射器的针尖滴出液态的钾钠金属合金的液滴。然后在这个液体附近释放非常稀的水蒸气。由于水蒸气含量特别少,所以与钾、钠反应的速度特别慢。水蒸气于是就在液滴附近形成了一层水组成的薄膜,这些薄膜就能在一瞬间快速地获得到电子,转变为金属的水了。这样获取的金属水是金黄色的,这是人类首次合成出金属的水。 我是博士科研小糖糖,定期分享科技相关的时事解读、科普知识、科学趣事,欢迎关注,带你一起长知识!