Thí nghiệm biến nước tinh khiết thành kim loại

Các nhà khoa học biến đổi nước tinh khiết thành kim loại trong vài giây, nhờ đó tạo ra chất lỏng có khả năng dẫn điện.

Thí nghiệm biến nước tinh khiết thành kim loại
Giọt nước màu vàng kim hình thành trong thí nghiệm. Ảnh: HZB.

Nước chưa lọc sạch có thể dẫn điện, có nghĩa những electron mang điện tích âm có thể dễ dàng truyền giữa các phân tử bởi trong nước chứa muối. Tuy nhiên, nước tinh khiết chỉ chứa phân tử nước, trong đó các electron ở ngoài cùng vẫn bám vào nguyên tử và không thể di chuyển tự do trong nước.

Về lý thuyết, nếu tạo áp lực đủ mạnh lên nước tinh khiết, phân tử nước sẽ bị ép lại với nhau và vỏ hóa trị, vòng electron ở ngoài cùng bao quanh mỗi nguyên tử, sẽ chồng lấn lên nhau. Điều này sẽ tạo điều kiện cho electron di chuyển tự do giữa mỗi nguyên tử và biến nước thành kim loại.

Loading...

Vấn đề là để ép nước tới trạng thái kim loại đòi hỏi áp suất khoảng 220 triệu psi, theo đồng tác giả nghiên cứu Pavel Jungwirth, nhà hóa học ở Viện Hàn lâm Khoa học Czech tại Prague. Vì lý do này, các nhà địa vật lý nghi ngờ nước bị biến đổi thành kim loại có thể tồn tại ở lõi những hành tinh khổng lồ như sao Mộc, sao Hải Vương và sao Thiên Vương.

Nhưng Jungwirth và đồng nghiệp băn khoăn liệu họ có thể biến nước thành kim loại thông qua phương pháp khác mà không cần tạo ra áp suất cực lớn như ở lõi sao Mộc. Họ quyết định sử dụng kim loại kiềm, bao gồm các nguyên tố như natri và kali và chỉ chứa một electron ở vỏ hóa trị. Kim loại kiềm có xu hướng "hiến" electron cho nguyên tử khác khi hình thành liên kết hóa học bởi việc mất đi electron đơn lẻ đó khiến kim loại kiềm trở nên bền hơn.

Kim loại kiềm có thể phát nổ khi tiếp xúc với nước, và Jungwirth cùng cộng sự đã từng nghiên cứu loại phản ứng dữ dội này trước đây. Nhưng họ đặt giả thuyết nếu có thể tránh gây nổ bằng cách nào đó, họ có thể mượn electron từ kim loại kiềm và sử dụng những electron đó để biến nước thành kim loại.

Trong thí nghiệm mới mô tả trong báo cáo công bố hôm 28/7 trên tạp chí Nature, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách làm. Họ đặt một xylanh chứa đầy natri và kali trong buồng chân không, chắt ra những giọt kim loại nhỏ có trạng thái lỏng ở nhiệt độ phòng, sau đó để giọt kim loại tiếp xúc với lượng hơi nước cực nhỏ. Nước hình thành trên một tấm màng dày 0,1 micromet phía trên bề mặt giọt kim loại và ngay lập tức, electron từ kim loại bắt đầu đổ dồn vào nước.

Để thí nghiệm hoạt động, electron phải di chuyển nhanh hơn phản ứng nổ, theo Jungwirth. Sau khi electron chuyển từ kim loại kiềm vào nước, điều đặc biệt xảy ra. Trong thời gian ngắn ngủi, nước chuyển thành màu vàng kim bóng loáng. Sử dụng quang phổ kế, nhóm nghiên cứu có thể chứng minh nước màu vàng đó thực sự có tính kim loại.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Có ai biết: Tam giác quỷ Bermuda là tuyến đường vận chuyển đông đúc bậc nhất

Có ai biết: Tam giác quỷ Bermuda là tuyến đường vận chuyển đông đúc bậc nhất

Trong nhiều thập kỷ, Tam giác quỷ Bermuda đã thu hút trí tưởng tượng của con người với những vụ mất tích không rõ nguyên nhân của tàu thuyền, máy bay và con người.

Đăng ngày: 01/08/2021
Cuối cùng thì các nhà khoa học cũng đã giải mã thành công toàn bộ bộ gen của con người

Cuối cùng thì các nhà khoa học cũng đã giải mã thành công toàn bộ bộ gen của con người

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế cho biết họ đã giải trình mã được hoàn chỉnh toàn bộ bộ gen của con người, bao gồm cả những gen đã bị thiếu trong bản dự thảo đầu tiên được công bố hơn 20 năm trước.

Đăng ngày: 01/08/2021
Chàng trai nghèo chế ôtô không động cơ diesel từ rác

Chàng trai nghèo chế ôtô không động cơ diesel từ rác

Với mong muốn cải thiện cuộc sống cho người nghèo, chàng trai trẻ người Sierra Leone đã chế tạo ra chiếc ôtô năng lượng mặt trời từ phế liệu.

Đăng ngày: 01/08/2021
Tồn tại gần 300 năm nhưng Thanh triều chỉ có duy nhất 1 Thái tử: Rốt cuộc tại sao lại có hiện tượng lạ này?

Tồn tại gần 300 năm nhưng Thanh triều chỉ có duy nhất 1 Thái tử: Rốt cuộc tại sao lại có hiện tượng lạ này?

Triều đại phong kiến luôn chú trọng việc lập Thái tử, vậy tại sao một triều đại tồn tại gần 300 năm như nhà Thanh lại chỉ có 1 Thái tử?

Đăng ngày: 01/08/2021
Mặt tối ít biết về Alexander Đại đế: 'Nhổ cỏ tận gốc' tàn bạo và cuộc chinh phục 'nữ thần' tuyệt đẹp Roxana

Mặt tối ít biết về Alexander Đại đế: 'Nhổ cỏ tận gốc' tàn bạo và cuộc chinh phục 'nữ thần' tuyệt đẹp Roxana

Nhiều ghi chép sử sách, các tác phẩm văn học, điện ảnh… đều ca ngợi Alexander Đại đế như một vị vua vĩ đại, nhưng sự thực không đơn giản như vậy.

Đăng ngày: 01/08/2021
Cuối cùng thì cũng tìm ra bộ tộc nữ chiến binh Wakanda ngoài đời thực!

Cuối cùng thì cũng tìm ra bộ tộc nữ chiến binh Wakanda ngoài đời thực!

Trên bờ biển Tây Phi, Vương quốc Dahomey (1625-1894) là quê hương của đội quân nữ chiến binh tinh nhuệ nhất trong lịch sử của lục địa đen, và đây cũng là nguồn cảm hứng cho những nữ chiến binh Wakanda trong phim của MCU.

Đăng ngày: 31/07/2021
Chuyện gì xảy ra nếu một chiếc tàu ngầm đâm phải ngọn núi dưới đáy biển?

Chuyện gì xảy ra nếu một chiếc tàu ngầm đâm phải ngọn núi dưới đáy biển?

Một tai nạn như vậy đã thực sự xảy ra với tàu ngầm của Hải quân Hoa Kỳ và nó vẫn sống sót một cách kỳ diệu qua sự cố trên.

Đăng ngày: 31/07/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News