Transforman el agua en un material metálico que conduce la electricidad.
Es un hecho bien conocido que el agua pura destilada es un aislante casi perfecto y no conduce la electricidad. Consiste en moléculas de H2O que están unidas entre sí a través de enlaces de hidrógeno. Sin embargo, cualquier impureza, como las sales, en el agua le permite conducir la electricidad. Para crear una banda de conducción con electrones en movimiento libre, el agua tendría que estar presurizada hasta tal punto que los orbitales de los electrones externos se superpongan, algo que solo existe en el interior de grandes planetas como Júpiter.
Ahora, un equipo de investigadores de 11 instituciones de todo el mundo ha utilizado un enfoque completamente diferente para crear agua metálica por primera vez. Lo lograron formando una fina capa de agua metálica de color dorado en el exterior de una gota de metal líquido y documentaron esta transición de fase en las instalaciones de BESSY II en Berlín.
La clave del avance fue emparejar el agua con metales alcalinos, que liberan su electrón externo con mucha facilidad.
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El problema es que el agua y los metales alcalinos son muy difíciles de mezclar: los metales pueden chisporrotear, encenderse e incluso explotar cuando se caen al agua. Pero los investigadores lograron evitar una explosión potencial no poniendo el metal en el agua, sino vertiendo un poco de agua sobre el metal alcalino, una aleación de sodio y potasio (Na-K), que es líquida a temperatura ambiente.
La configuración experimental consiste en una cámara de muestra de alto vacío que contiene una boquilla fina de la que gotea la aleación líquida de Na-K. La gota de plata crece durante unos 10 segundos hasta que se desprende de la boquilla. A medida que la gota crece, algo de vapor de agua fluye hacia la cámara de muestra y forma una piel extremadamente delgada en la superficie de la gota, solo unas pocas capas de moléculas de agua. Esto casi inmediatamente hace que los cationes de electrones y metales se disuelvan de la aleación alcalina en el agua, creando agua metálica conductora.
¡ Se puede ver la transición de fase a agua metálica a simple vista! La gota plateada de sodio y potasio se cubre con un brillo dorado, que es muy impresionante¡, informa el Dr. Robert Seidel, quien supervisó los experimentos en BESSY II.
Esta configuración conduce a la formación de una capa transitoria de color dorado de una solución de agua metálica que cubre las gotas de aleación de metal. La fina capa permanece visible durante unos segundos, lo que permite a los investigadores demostrar con análisis espectroscópicos en el BESSY II que de hecho se trata de agua en estado metálico.
“ Nuestro estudio no solo muestra que de hecho se puede producir agua metálica en la Tierra, sino que también caracteriza las propiedades espectroscópicas asociadas con su hermoso brillo metálico dorado ” , dice Seidel.
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