Nghiên cứu mới biến nước tinh khiết thành kim loại

Trong một thí nghiệm gần đây các nhà khoa học đã biến nước tinh khiết thành kim loại chỉ trong vài giây ngắn ngủi, đồng thời sử dụng chúng như một chất dẫn điện rất hiệu quả.

Các nhà khoa học cho biết nước tự nhiên hay nước chưa qua lọc có thể dẫn điện được vì chúng có chứa các electron mang điện tích âm, những electron này có thể dễ dàng di chuyển giữa các phân tử nước với nhau. Đồng thời, trong thành phần của nước tự nhiên luôn có chứa một lượng nhỏ muối. Khác với nước tự nhiên, nước tinh khiết chỉ chứa các phân tử nước, các electron ngoài cùng của chúng chỉ liên kết được với các nguyên tử xác định, do đó, chúng không thể tạo ra các liên kết tự do trong nước.

Theo lý thuyết, nếu dùng một áp suất đủ lớn tác động lên nước tinh khiết, các phân tử nước sẽ xẹp xuống, đồng thời lớp vỏ electron bao quanh mỗi nguyên tử sẽ chồng lên nhau. Điều này sẽ cho phép các electron di chuyển tự do giữa các phân tử. Xét về mặt kỹ thuật thì đây chính là cách để biến nước thành kim loại.

Nhà hóa học - vật lý tại Học viện Khoa học Séc ở Praha, Pavel Jungwirth cho biết: "để có thể "ép" nước chuyển sang trạng thái kim loại, chúng ta cần có một áp suất cực lớn lên đến 15 triệu atm (khoảng 220 triệu psi). Tuy nhiên, Jungwirth và các đồng nghiệp của ông đã đặt ra câu hỏi rằng họ có thể biến nước thành kim loại bằng các phương cách khác nhau không thay vì sử dụng bằng áp suất?

Cuối cùng, để biến nước thành kim loại, các nhà nghiên cứu đã quyết định sử dụng các kim loại kiềm mạnh như natri và kali… những kim loại có hóa trị I (có 1 electron ở lớp ngoài cùng) để thực hiện thử nghiệm của mình. Các kim loại kiềm có xu hướng đẩy các electron ở lớp ngoài cùng sang các nguyên tử khác khi hình thành liên kết hóa học. Sự hao hụt electron lớp ngoài cùng làm cho kim loại kiềm trở nên bền vững hơn. Tuy nhiên, Tạp chí Cosmos cho biết các kim loại kiềm phản ứng rất mạnh và phát nổ khi tiếp xúc với nước, do vậy, các nhà nghiên cứu cố gắng để có thể tránh được những vụ nổ này bằng cách tách các electron từ kim loại kiềm và sử dụng các electron đó để biến nước thành kim loại.

Trong thí nghiệm đã được công bố vào ngày 28/7 trên tạp chí Nature cho biết nhóm nghiên cứu đã hoàn thành tốt nhiệm vụ biến nước thành kim loại. Trong thí nghiệm này, nhóm nghiên cứu đã đặt một ống tiêm chứa đầy natri và kali vào một buồng chân không và "ép" chúng thành những giọt kim loại, sau đó cho những giọt kim loại này tiếp xúc với một lượng nhỏ hơi nước. Hơi nước tạo thành một màng mỏng khoảng 0,000003 inch (0,1 micromet) trên bề mặt của các giọt kim loại, và ngay lập tức, các electron từ lớp ngoài cùng của giọt kim loại bắt đầu di chuyển qua màng nước.

Jungwirth cho biết khi các electron phóng từ kim loại kiềm vào nước đã xảy ra một hiện tượng tuyệt vời và vô cùng khó tin: "Trong một thời gian rất ngắn, nước đã chuyển sang một màu vàng óng ả. Bằng cách sử dụng phương pháp quang phổ, nhóm nghiên cứu cho biết nước màu vàng sáng thực chất chính là kim loại và hoàn toàn có thể nhìn thấy bằng mắt thường".

Thanh Mai – Theo Livescience