در یک آزمایش عجیب و غیرقابلباور، محققان توانستهاند آب تصفیه شده را برای مدت کوتاهی به فلز تبدیل کرده و به مایع اجازه دهنده که جریان الکتریکی را هدایت کند. تبدیل آب به فلز یک دستاورد جدید برای دنیای علم محسوب میشود.
همانطور که میدانید آب فیلتر نشده میتواند جریان الکتریسیته را هدایت کرده و بهعنوان یک رسانا عمل کند. این ویژگی آب بدان معناست که الکترونهای دارای بار منفی میتوانند بهراحتی بین مولکولهای آن جریان پیدا کنند، زیرا آب تصفیه نشده حاوی مقداری نمک است.
بااینحال، آب تصفیه شده تنها مولکولهای آب را شامل میشود که خارجیترین الکترون آن به اتمهای تعیینشده متصل میماند، بنابراین الکترونها نمیتوانند آزادانه در آب جریان داشته باشند.
یک مشکل سنگین در روند تبدیل آب به فلز
از نظر تئوری اگر فشار کافی به آب خالص وارد شود، مولکولهای آب به هم فشرده شده و لایههای ظرفیت آن (همان بیرونیترین حلقه الکترونهایی که هر اتم را احاطه کردهاند) همپوشانی پیدا کنند. در این حالت الکترونها میتوانند آزادانه بین هر مولکول جریان پیدا کرده و از نظر فنی آب به فلز رسانا تبدیل شود.
البته یک مشکل اساسی در این روند وجود دارد. به گفته محققان آکادمی علوم کشور چک در پراگ، برای تبدیل آب به حالت فلز باید ۱۵ میلیون اتمسفر فشار (حدود ۲۰۰ میلیون psi) به مولکولهای آن وارد کرد. برای درک بهتر این عدد در نظر داشته باشید که چرخ خودرو حدود psi ۳۲ (پوند بر اینچ مربع) فشار دارد.
محققان بر این باورند که این نوع فلز که بهواسطه فشار بسیار زیاد بر مولکولهای آب ایجاد شده است، تنها در هسته سیارات بسیار بزرگ مانند مشتری، نپتون و اورانوس وجود دارد.
برای هر چیزی یک راهکار وجود دارد
با تمام این تفاسیر، محققان دستبهکار شده و از فلزات قلیایی حاوی عناصری مانند سدیم و پتاسیم استفاده کردهاند که تنها یک الکترون در لایه ظرفیت خود نگه میدارند. فلزات قلیایی در هنگام تشکیل پیوندهای شیمیایی تمایل دارند الکترون خود را به اتمهای دیگر اهدا کنند، زیرا ازدستدادن الکترون باعث افزایش پایداری فلز قلیایی میشود.
در نظر داشته باشید که فلزات قلیایی میتوانند هنگام قرارگرفتن در معرض آب منفجر شده و یک واکنش شیمیایی سریع و خطرناک ایجاد کنند. بااینحال محققان به این نتیجه رسیدهاند که درصورتیکه بتوانند فلزات قلیایی را مهار کرده و از انفجار آنها جلوگیری کنند، ممکن است بتوان از الکترون آنها برای تبدیل آب به فلز استفاده کرد.
آب تصفیه شده با موفقیت به فلز تبدیل شد
پس از انجام آزمایشهای گوناگون بر روی این نظریه، در روز چهارشنبه ۲۸ جولای (۶ مرداد ماه) در مجله Nature شرح داده شد که محققان توانستهاند به این موفقیت بزرگ دست یابند. نکته جالب آن است که برای موفقیت این آزمایش، الکترونها باید بسیار سریعتر از یک انفجار شیمایی حرکت کنند.
در این آزمایش، محققان یک سرنگ پر از سدیم و پتاسیم را در یک محفظه خلأ قرار دادند. در مرحله بعد قطرات کوچک از این فلزات (که در دمای اتاق مایع هستند) را در معرض حجم بسیار محدودی بخار آب قرار دادند. سپس یک لایه بسیار نازک 0.1 میکرومتری فلزی بر روی قطره آب ایجاد شد و بلافاصله الکترونهای فلزات قلیایی شروع به هجوم به لایههای داخلی قطره آب کردند.
در همین رابطه بخوانید:
- گام بلند روسیه برای تولید تراشههای ۷ نانومتری
- افتخارآفرینی تلسکوپ ایرانی و ثبت اولین تصویر رنگی از یک کهکشان مارپیچی؛ ستایش مجله «ساینس» از عملکرد منجمان ایرانی
محققان در این مرحله با یک اتفاق باورنکردنی مواجه شدند، برای چند لحظه بسیار کوتاه، آب به رنگ طلایی براق درآمد و عملاً به فلز تبدیل شد. برای اثبات این واقعیت نیز از دستگاههای طیفسنجی استفاده شده است که نشان میدهد آب زردرنگ در واقع نوعی فلز است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت