科学家已将纯净水转化为矿物质 – 这是视频：ScienceAlert

纯净水是近乎完美的绝缘体。

是的，自然界中的水可以导电，但这是因为水中含有杂质，这些杂质溶解成自由离子，使电流能够流动。 纯水只有在极高的压力下才会变成“矿物质”——具有电子导电性——这超出了我们目前实验室的生产能力。

但是，正如研究人员在 2021 年首次证明的那样，不仅仅是高压可以刺激纯水中的这种矿物质。

通过使纯水与共享电子的碱金属（在本例中是钠和钾的合金）接触，可以添加自由移动的带电粒子，将水变成金属。

由此产生的电导率仅持续几秒钟，但这是通过直接研究水的这一相而迈出的重要一步。

“你可以用肉眼看到到矿泉水的过渡阶段！” 德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心的物理学家罗伯特·赛德尔 解释 2021 年，该研究发表。

“银色的钠钾液滴自身覆盖着金色的光芒，非常令人印象深刻。”

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在足够高的压力下，理论上几乎任何材料都可以成为导体。

这个想法是，如果你将原子挤得足够紧，最外层电子的轨道将开始重叠，从而使它们能够移动。 对于水来说，这个压力约为 48 兆巴，略低于海平面地球大气压的 4800 万倍。

虽然实验室环境中已经产生了超过此压力的压力，但此类实验不适合研究矿泉水。 因此，由捷克科学院有机化学家 Pavel Jungwirth 领导的研究小组转向碱金属。

这些材料非常容易释放最外层的电子，这意味着它们可以诱导纯高压水的电子共享特性，而无需高压。

只有一个问题：碱金属与液态水发生剧烈反应，有时甚至达到爆炸的程度（有…… 下面的视频真的很酷）。

将金属放入水中，就会发出轰隆声。

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研究小组找到了一个非常酷的方法来解决这个问题。 如果将水添加到金属中而不是将金属添加到水中会怎么样？

在真空室中，研究小组首先从喷嘴中喷射出一小滴钠钾合金，该合金在室温下为液体，然后使用气相沉积非常小心地添加一层薄薄的纯水。

接触后，电子和金属阳离子（带正电的离子）从合金中流入水中。

这不仅使水呈现出金色光泽，而且使水具有导电性——就像我们在高压下的纯矿泉水中看到的那样。

使用光学反射光谱和同步加速器X射线光谱证实了这一点。

金色光泽和导电条这两个特征占据了两个不同的频段，这使得它们能够被清楚地识别。

除了让我们更好地了解地球上的这种相变之外，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，在太阳系的冰冷行星海王星和天王星中，液态金属氢被认为在漩涡中旋转。 木星是唯一一颗被认为压力足以使纯净水矿化的行星。

能够复制太阳系巨行星内部的条件的前景确实令人兴奋。

“我们的研究不仅表明矿泉水确实可以在地球上生产，而且还表征了与其美丽的金色金属光泽相关的光谱特性。” 塞德尔说。

该研究发表于 自然。

本文的先前版本于 2021 年 7 月发布。