Medzinárodnému tímu vedcov pod vedením českého fyzikálneho chemika Pavla Jungwirtha z Ústavu organickej chémie a biochémie Akadémie vied Českej republiky (AV ČR) sa podarilo vôbec prvýkrát na svete vytvoriť tzv. kovovú vodu, teda vodný roztok, ktorý má rovnaké vlastnosti a vodivosť ako kov. Závery tejto štúdie boli zverejnené v stredu vo vedeckom časopise Nature, píše AV ČR na svojej stránke.
Čistá voda v laboratórnych podmienkach – zbavená mechanických, chemických a biologických nečistôt – elektrický prúd prakticky nevedie. Jej vodivosť je možné dosiahnuť až následnou úpravou, napríklad pridaním rozpustenej soli.
Ku kovovej vodivosti čistej vody by mohlo teoreticky dochádzať podľa predpokladu výskumníkov v jadrách veľkých planét, kde vysoký tlak dokáže stlačiť molekuly vody k sebe do takej miery, až sa ich elektrónové obaly začnú prekrývať natoľko, že vznikne tzv. vodivostný pás. Vyvinúť taký tlak v pozemských podmienkach však v súčasnosti nie je možné.
Mysleli si, že je to neuskutočniteľné
Vedci preto považovali prípravu kovovej vody na Zemi za neuskutočniteľnú. Tím Pavla Jungwirtha však prišiel originálnym riešením problému, vďaka ktorému sa podarilo potrebe vysokého tlaku pri príprave kovovej vody úplne vyhnúť. Vedci sa rozhodli dosiahnuť vytvorenie vodivostného pásu nie stlačením molekúl vody k sebe, ale masívnym rozpúšťaním elektrónov uvoľňovaných z alkalického kovu.
“Je to taký typicky český, možno trochu cimrmanovský prístup. Nemusíme vytvárať obrovské tlaky, stačí si kúpiť za desať korún trochu sodíka a ono to tiež funguje,” uviedol Jungwirth.
Jeho tím však potreboval prekonať zásadnú prekážku spočívajúcu v skutočnosti, že alkalické kovy po pridaní do vody okamžite explodujú. Vedci sa preto rozhodli nepridávať alkalický kov do vody, ale naopak pridávať vodu na kov. Vo vnútri vákuovej komory vystavili kvapku zliatiny sodíka a draslíka malému množstvu vodnej pary, ktorá začala kondenzovať na jej povrchu.
Týmto postupom sa elektróny uvoľňované z alkalického kovu rozpúšťali do vrstvičky vody na povrchu zliatiny rýchlejšie, než prebieha chemická reakcia vedúca k explózii. Získané množstvo elektrónov pritom bolo dostatočné na prekonanie kritickej hranice potrebnej na vytvorenie vodivostného pásu, čo viedlo k vzniku samotného kovového vodného roztoku s rovnakými vlastnosťami ako vykazujú kovy.
“Vďaka tomu sa nám na niekoľko sekúnd podarilo vytvoriť tenkú vrstvu dozlata sfarbeného kovového vodného roztoku. To nám stačilo na to, aby sme ju mohli nielen vidieť na vlastné oči, ale aj premerať spektrometrami,” dodal Jungwirth.
Foto: Freepik