在正常條件下，純水幾乎是完美的絕緣體，水只有在極端壓力下才會產(chǎn)生金屬特性，譬如說在某些行星的深處。但據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日消息稱，一項(xiàng)國際合作研究使用完全不同的方法生產(chǎn)了“金屬水”。這是科學(xué)家們“繞過”高壓首次在實(shí)驗(yàn)室里讓原本絕緣的純水轉(zhuǎn)變成金屬。該研究現(xiàn)已發(fā)表在近期《自然》雜志上。

只要有足夠大的壓力條件，很多物質(zhì)，包括水在內(nèi)，都可以轉(zhuǎn)化成導(dǎo)體，從而呈現(xiàn)特殊的金屬性質(zhì)。這是因?yàn)樵诟邏合拢踊蚍肿颖粩D壓并共用電子，這些自由移動的電子，就讓絕緣材料擁有了導(dǎo)電性。當(dāng)然，這一條件意味著非常高的壓力，對于純水而言，需在4800萬個大氣壓下才有可能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體，這種極端壓力往往僅存在于大質(zhì)量行星的內(nèi)部。

現(xiàn)在，來自世界各地11個研究機(jī)構(gòu)組成的國際團(tuán)隊(duì)，“繞開”了高壓條件，在德國柏林名為“BESSY Ⅱ”的實(shí)驗(yàn)設(shè)施中完成了這項(xiàng)工作。研究團(tuán)隊(duì)突破的關(guān)鍵是將水與堿金屬配對。堿金屬其實(shí)很容易從其原子的外殼中釋放電子，不過，堿金屬和水之間的化學(xué)反應(yīng)非常之劇烈。因此在實(shí)驗(yàn)中，研究人員顛倒了慣例混合方式，改為將一小點(diǎn)水滴在一滴堿金屬上，在一個真空室內(nèi)，室溫下以液體形式存在的鈉鉀合金從一個噴嘴滴下，然后水蒸氣再通過管道進(jìn)入真空室，在金屬液滴的外部形成一個極薄的外層。最后，電子和金屬陽離子從鈉鉀合金中流入水中，形成導(dǎo)電的“金屬水”。

這項(xiàng)研究成果避開了極端壓力的條件限制，使在地球上的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制備“金屬水”成為可能，突破了人類對水的認(rèn)知。

研究人員羅伯特·塞德爾表示，他們甚至可以用肉眼看到“金屬水”的相變——“銀色的鈉鉀液滴覆蓋著金色的光芒”，令人“印象深刻”。研究人員帕弗爾·朱威爾斯則表示，觀察到“金屬水”是他學(xué)術(shù)生涯的高光時刻。

總編輯圈點(diǎn)

想象一下這個畫面。一群國際團(tuán)隊(duì)，利用德國柏林的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，一步一步操作，環(huán)環(huán)相扣，過程也必須嚴(yán)絲合縫。一切就像一場嚴(yán)謹(jǐn)又華麗的魔術(shù)。然后，電子和金屬陽離子流入水中。金色的光芒，覆蓋著銀色的鈉鉀液，這是人類制造出的美景——金屬水。這次，他們沒有走“高壓”路線，用精巧的設(shè)計(jì)，避免了爆炸，讓純水具備了金屬特性——水中的帶電粒子的行為就像金屬塊中的自由電子一樣。制備出金屬水，就像創(chuàng)造出了一種新的物質(zhì)，這種美麗令人振奮和激動。