Foto: avcr.cz
Kovovú vodu, teda vodný roztok, ktorý má rovnaké vlastnosti a vodivosť ako kov, sa doteraz nedarilo v pozemských podmienkach vytvoriť. Dokázal to až medzinárodný tím vedený Pavlom Jungwirthom z Ústavu organickej chémie a biochémie Akadémie vied ČR. K svetovému úspechu nakoniec prispel úplne netradičný prístup k dlhoročnému problému. Svoje zistenia teraz výskumníci publikovali v časopise Nature.
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 tej miery, až sa začnú prekrývať ich elektrónové obaly natoľko, že vznikne tzv. vodivostný pás. Vyvinúť taký tlak v pozemských podmienkach však v súčasnosti nie je možné. Vedci preto považovali prípravu kovovej vody na Zemi za nemožnú.
Čítajte aj Vznikol projekt, ktorý bude hľadať mimozemské civilizácie
Nevšedné riešenie
Tím Pavla Jungwirtha však prišiel s úplne 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.
Foto: avcr.cz
„Je to taký typicky český, možno trochu cimermanovský prístup. Nemusíme vytvárať obrovské tlaky, stačí si kúpiť za desať korún trochu sodíka a ono to ide,“ opisuje nevšedné riešenie problému Pavel Jungwirth.
Jeho tím pritom potreboval prekonať hlavnú prekážku spočívajúcu v tom, že alkalické kovy po pridaní do vody okamžite explodujú. Preto sa vedci rozhodli nepridávať alkalický kov do vody, ale naopak, pridávať vodu na kov.
Vnútri vákuovej komory vystavili kvapku zliatiny sodíka a draslíka malému množstvo vodnej pary, ktorá začala kondenzovať na jej povrchu. Týmto postupom sa elektróny uvoľňované z alkalického kovu rozpúšťali do vrstvičky vody na jej povrchu rýchlejšie, ako prebieha chemická reakcia vedúca k explózii.
Čítajte aj Vedci po prvý raz pozorovali svetlo pochádzajúce spoza čiernej diery
Získané množstvo elektrónov pritom bolo dostatočné na prekonanie kritickej hranice pre vytvorenie vodivostného pásu a viedlo tak k vzniku samotného kovového vodného roztoku s rovnakými vlastnosťami ako vykazujú kovy.
Výroba na kolene
Potrebnú aparatúru si výskumníci vyrobili viac menej na kolene v malom pražskom laboratóriu, kde tiež uskutočnili prvé experimenty. Kľúčový dôkaz prítomnosti kovovej vody potom získali pomocou röntgenovej fotoelektrónovej spektroskopie na synchrotróne v Berlíne.
Čítajte aj Vedci našli v Atlantiku živého Spongeboba a Patrika
„Vďaka tomu sa nám na niekoľko sekúnd podarilo vytvoriť tenkú vrstvu do zlatista sfarbeného kovového vodného roztoku. To nám stačilo na to, aby sme ju mohli nielen uvidieť na vlastné oči, ale aj premerať spektrometrom. Keď sme prvýkrát kovovú vodu uvideli, všetci sme jasali, nemohli sme tomu uveriť,“ opisuje chvíle radosti vedúci vedeckého tímu.
Štúdia vedcov z Ústavu organickej chémie a biochémie AV ČR a ich kolegov, publikovaná v časopise Nature tak nielen dokazuje, že kovovú vodu je možné pripraviť aj v pozemských podmienkach, ale tiež detailne charakterizuje spektroskopické vlastnosti spojené s jej zlato kovovým leskom.
Zdroj: Martin Ocknecht, Divízia vonkajších vzťahov SSC AV ČR, v spolupráci s ÚOCHB AV ČR