化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問(wèn)更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
干貨滿滿！“紅外熱像技術(shù)在石化行業(yè)氣體檢測(cè)中的創(chuàng)新與應(yīng)用”線上會(huì)議報(bào)名開啟
2025年5月28日14:00，化工儀器網(wǎng)聯(lián)合燧石技術(shù)([詳細(xì)]
太神奇！他們竟然把水變成了金屬！
2021年08月11日 15:50:49
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：8459
近期發(fā)表于《自然》雜志的一項(xiàng)研究中，一支國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)首次在實(shí)驗(yàn)室里使原本絕緣的純水轉(zhuǎn)變成金屬。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】點(diǎn)石成金早已被證實(shí)是煉金術(shù)士的異想天開。但是近日卻有消息稱，有實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了把水變成金屬的奧秘，甚至相關(guān)論文還發(fā)表在了《自然》科學(xué)雜志上。這是怎么回事？！讓我們一探究竟。
近期發(fā)表于《自然》雜志的一項(xiàng)研究中，一支國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)首次在實(shí)驗(yàn)室里使原本絕緣的純水轉(zhuǎn)變成金屬。
近期發(fā)表于《自然》雜志的一項(xiàng)研究中，一支國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)首次在實(shí)驗(yàn)室里使原本絕緣的純水轉(zhuǎn)變成金屬。
首先我們需要明確一下水能導(dǎo)電和純水絕緣的原理和概念。
通常來(lái)說(shuō)，我們會(huì)有水能導(dǎo)電的常識(shí)，但是在科學(xué)意義上，水是絕緣體。能夠?qū)щ姷乃?，是是日常生活中我們接觸的水，如自來(lái)水和江河湖水等，這些水里有大量的離子和雜質(zhì)，所以電阻低，會(huì)表現(xiàn)展現(xiàn)導(dǎo)電性。而水本身電離程度很低，幾乎沒(méi)有可自由移動(dòng)的正負(fù)離子，因此并不導(dǎo)電。
換句話說(shuō)，越是純凈的水，越不導(dǎo)電。如果一定要水導(dǎo)電，則需要對(duì)水施加4800萬(wàn)個(gè)大氣壓，它們才有可能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。但這是我們目前實(shí)驗(yàn)室無(wú)法達(dá)成的實(shí)驗(yàn)條件。
研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，繞開了高壓條件，想到了向堿金屬“借”電子的奇妙方案。
堿金屬是指在元素周期表中ⅠA族除氫(H)外的六個(gè)金屬元素，即鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)，他們均有一個(gè)屬于s軌道的最外層電子，極易丟失。如果大量來(lái)自堿金屬元素外層的電子混入水分子中，這些可移動(dòng)的電子就會(huì)形成導(dǎo)帶，從而使水分子具有導(dǎo)電性。
當(dāng)然，我們并不能直接將堿金屬放入水中，否則就會(huì)產(chǎn)生劇烈化學(xué)反應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)的解決思路是將少量水分子沉積在堿金屬表面上，盡可能減少堿金屬與水的化學(xué)反應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)將裝有鈉鉀合金液體的注射器放在一個(gè)真空容器中，在注射器的針尖處，鈉鉀合金液滴逐漸長(zhǎng)大，最終滴落。在液滴長(zhǎng)大的同時(shí)，研究者通過(guò)另一通道向容器中注入一定壓力的水蒸氣，其在不斷長(zhǎng)大的液滴表面凝結(jié)、沉積，形成薄薄的吸附層。這時(shí)，吸附層的水分子就能“偷”走堿金屬的電子——換句話說(shuō)，堿金屬外層電子和金屬離子向水分子內(nèi)遷移，這些自由電子就能在水分子內(nèi)形成導(dǎo)帶。當(dāng)容器內(nèi)的水蒸氣壓力達(dá)到10-4 mbar時(shí)，水分子開始在合金液滴表面吸附，此時(shí)，液滴表面會(huì)立刻變成具有金屬光澤的金色并維持大約5秒。
研究團(tuán)隊(duì)借助譜學(xué)手段證實(shí)水分子吸附層的金屬性。在反射光譜中，研究人員觀察到了對(duì)應(yīng)金屬特征的吸收峰(400-600 nm)；而在同步輻射X射線光電子能譜中，無(wú)論是等離子體振動(dòng)的能量(2.7 eV)還是導(dǎo)帶(1.1 eV禁帶寬度)，都呈現(xiàn)出只有金屬材料才具備的特征。這些測(cè)量結(jié)果共同說(shuō)明，在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，水的確轉(zhuǎn)變成了金屬。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)突破了我們對(duì)水的認(rèn)知，也許對(duì)將來(lái)制造液體金屬會(huì)有一定的借鑒意義。
參考論文
Article丨Published: 28 July 2021
Spectroscopic evidence for a gold-coloured metallic water solution
Philip E. Mason, H. Christian Schewe, Tillmann Buttersack, Vojtech Kostal, Marco Vitek, Ryan S. McMullen, Hebatallah Ali, Florian Trinter, Chin Lee, Daniel M. Neumark, Stephan Thürmer, Robert Seidel, Bernd Winter, Stephen E. Bradforth & Pavel Jungwirth
Nature volume 595, pages 673–676 (2021)
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
賽船科技最新BR Prima霹靂 P5 XRF亮相CIBF2025，助力企業(yè)應(yīng)對(duì)歐盟ROHS標(biāo)準(zhǔn)
在此次展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，賽船科技攜自主研發(fā)的Prima霹靂系列XRF分析儀，以及代理瑞士FlexAFM原子力顯微鏡、德國(guó)耐馳熱分析儀器DS...2025-05-20 16:37:46 -
火熱報(bào)名中！“金相分析技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用”線上會(huì)議即將開啟
2025年5月20日14:00，化工儀器網(wǎng)特聯(lián)合徠卡顯微系統(tǒng)舉辦“金相分析技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用“ 線上會(huì)議。2025-05-14 11:31:11 -
項(xiàng)目名稱：掃描電子顯微鏡，項(xiàng)目編號(hào)：0664-2540SUMECA20/14，招標(biāo)范圍：掃描電子顯微鏡，招標(biāo)機(jī)構(gòu)：蘇美達(dá)國(guó)際技術(shù)貿(mào)...2025-05-14 11:11:57
-
項(xiàng)目名稱：微量差值掃描熒光儀，項(xiàng)目編號(hào)：0705-254005010002，招標(biāo)范圍：微量差值掃描熒光儀，招標(biāo)機(jī)構(gòu)：上海國(guó)際招標(biāo)有...2025-05-13 13:50:08
-
預(yù)算4775萬(wàn)元 復(fù)旦大學(xué)儀器采購(gòu)意向
復(fù)旦大學(xué)計(jì)劃采購(gòu)雙光子激光共聚焦顯微鏡、數(shù)字PCR系統(tǒng)、超高真空樣品準(zhǔn)備系統(tǒng)等儀器設(shè)備，預(yù)算4775萬(wàn)元。2025-05-12 14:53:57 -
分辨率提高16倍！新型顯微鏡技術(shù)清晰重現(xiàn)大腦復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)
近日，奧地利科學(xué)技術(shù)研究所（ISTA）和谷歌研究院團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一種新型顯微鏡技術(shù)“LICONN”（基于光學(xué)顯微鏡的連接組學(xué)），為揭開...2025-05-12 10:19:58
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
