Чистая вода, на самом деле, ток практически не проводит. Она становится электропроводящей только при очень высоком давлении, которое мы не в состоянии создать в лабораторных условиях. Но, как впервые продемонстрировали исследователи в 2021 году, не только высокое давление может вызвать металличность в чистой воде.
Хотя давление, превышающее это значение, и было создано в лабораторных условиях, такие эксперименты были бы непригодны для изучения металлической воды. Поэтому группа исследователей под руководством химика-органика Павла Юнгвирта из Чешской академии наук в Чехии обратилась к щелочным металлам.
Эти вещества очень легко высвобождают свои внешние электроны, а значит, могут вызывать свойства обмена электронами, присущие чистой воде под высоким давлением, без высоких давлений.
Есть только одна проблема: щелочные металлы очень реактивны с жидкой формой воды — иногда доходит даже до взрывоопасности. Исследовательская группа нашла очень интересный способ решить эту проблему:
Что, если не добавлять металл в воду, а добавить воду в металл?
В вакуумной камере команда начала с выдавливания из сопла небольшого куска натрий-калиевого сплава, жидкого при комнатной температуре, и очень осторожно добавила тонкую пленку чистой воды с помощью осаждения паров.
При контакте электроны и катионы металла (положительно заряженные ионы) перетекали в воду из сплава. Это не только придавало воде золотистый блеск, но и делало ее проводящей — точно такой же, как в чистой металлической воде под высоким давлением. Эти два свойства — золотистый блеск и проводящая полоса — занимали два разных частотных диапазона, что позволило их четко идентифицировать.
Помимо того, что исследование дает нам лучшее понимание этого фазового перехода на Земле, оно также может позволить внимательно изучить экстремальные условия высокого давления внутри больших планет.
Например, считается, что в ледяных планетах Солнечной системы — Нептуне и Уране — бурлит жидкий металлический водород. И только на Юпитере давление считается достаточно высоким, чтобы металлизировать чистую воду.