自ら金色に輝く液体金属を生成することに成功
 水は電気を通さないと言ったら、「いやいや、そんなの嘘でしょ」と思うかもしれない。 水で感電したなんて話もあるじゃないか、と。

 だが純粋な水は本当に電気を通さない。電線などが浸かった水で感電することがあるのは、そこに混ざっている不純物が電気を流すからだ。

 水が「金属」になる、すなわち「導電性(電気が流れる性質のこと)」を帯びるには、人工的に作るにはちょっと難しい凄まじい高圧がかかっているときだけだ。

 だが今回、チェコ科学アカデミーの研究グループは、そのような超高圧なしで純水を金属化することに成功した。『Nature』(7月28日付)で発表されたその水滴は、黄金の金属光沢を放っている。
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純水に電子伝導性を持たせ金属に変える方法

 そもそも十分に高い圧力をかければ、理論上はどんな物質でも電気を流すようになる。原子と原子をぎゅっとくっつけると、その周囲を周っている「電子」の軌道が重なり、電子が自由に飛び回れるようになるからだ。

 ただし、純水の場合、それに必要な圧力は48メガバール。地球の海面の大気圧の4800万倍にもなる。

 だが、そんな高圧力なしで水を電子伝導性を持つ金属に変える方法がある。それは水を「アルカリ金属」に接触させて、その電子を拝借するというやり方だ。

 アルカリ金属は外殻電子をいともたやすく放出するので、超高圧がなくても、水に電子を共有する性質を与えることができる。

 ただし1つ困ったことがある。やたらと水に反応するのだ。アルカリ金属を水に落としただけで、爆発することだってある。
水がアルカリ金属に反応する様子 / Alkali Metals Reacting with Water

アルカリ金属に水をくわえることで、水が金属化

 そこでちょっとした発想の転換が必要になる。水にアルカリ金属をくわえるのではなく、アルカリ金属に水をくわえるのだ。

 研究グループは、真空チャンバーの中のノズルから「ナトリウム-カリウム合金(室温では液体のアルカリ金属)」の塊を出し、そこに「純水」を薄いフィルム状に蒸着させてみた。

 水と合金が接触するやいなや、「電子」と「カチオン(陽イオン=電子を放出し、正の電荷を帯びた原子のこと)」が合金から水へと流れ込む。

 ほんの数秒のことなれど、そのとき水は金属化しており、電気が流れる。その光沢は美しい黄金色だ。
Metallic water prepared for first time under terrestrial conditions

巨大惑星内部の研究にも役立つ可能性を秘めている

 この方法は、水から作られた液体金属の性質について理解を深められるばかりではない。太陽系の巨大惑星に形成されている超高圧環境を研究するのにも役立つ。

 たとえば海王星や天王星は、液体の金属水素が存在すると考えられている。さらに木星の超高圧は、太陽系で唯一、水すら金属化させるほどだ。

 今や地球上で、そのような惑星の内部環境に近いものを再現し、そこで起きていることを調べられるようになったということだ。

References:Scientists Have Transformed Pure Water Into a Metal / written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 08:43
  • ID:hplJfDI00 #

え!?同じ圧力で金属を!?

2

2.

  • 2021年08月04日 08:59
  • ID:zdWBo.800 #
3

3. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 09:00
  • ID:4KIlCs750 #

金色に輝くT1000を期待した

4

4. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 09:16
  • ID:2qKq1EqH0 #

よしわかったぞ!
この新しい現象を疑似縮退効果と呼ぶことにしよう!

もちろん、これを応用して疑似縮退炉を作り、
今こそ宇宙世紀を始めようぜ!

5

5. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 09:40
  • ID:ogvn8BR20 #

そして 輝く ウルトラソウッ!

6

6. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 09:56
  • ID:tpze6u4z0 #

なるほど不純物が混じる状態との違いがわからん
電子は不純物ではないってことなのかい?

7

7. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 09:56
  • ID:UtuGjlHK0 #

※1
できらぁ!

8

8. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 10:21
  • ID:c0saz2tx0 #

>>5
へい
(๑˙3˙)و

9

9. ほえほえ

  • 2021年08月04日 10:25
  • ID:UWMQo4vb0 #

エネルギーにはならんのかのう。

10

10. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 10:30
  • ID:QejNG2DE0 #

電気風呂はビリビリする

11

11. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 11:04
  • ID:TIdwyIrn0 #

風呂桶にドライヤー投げ込んでビリビリ。
閃いた! 風呂満水ブザー簡単に作れるじゃないか!
作って試すが鳴らない…数センチ近づけても鳴らない。水は電気を通すというのは嘘なのか?
そもそも電気ってなんなのか。通電ってどんなメカニズムなんだ?
自分のスタートがこれだった。

いや、文系に進んだんだけどね…

12

12. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 11:26
  • ID:TzN7e23y0 #

よくわかんないや…

13

13. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 11:28
  • ID:HrZTV9Fn0 #

ターミネーターに出る液体金属ならわかるが今回の液体金属の
産業への使い道が全く思いつかん

14

14. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 11:56
  • ID:URubJZ2j0 #

×水を液体金属にした
〇水そのものに導電性を持たせた

15

15. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 12:08
  • ID:BfCzAZMJ0 #

「水を」と言わんで「水素を」ではいかんのか?

16

16. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 12:10
  • ID:L260geHR0 #

>>11
そこは理系やないんかーい!(* ̄▽ ̄)ノ

17

17. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 12:14
  • ID:vQnNsRMs0 #

サンジェルマン「やっと出来たか」

18

18. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 12:16
  • ID:hxZywmJd0 #

これが実用化されたら水銀スイッチを置き換えられるな

そりゃ半導体センサーの方が高性能だけど、シンプルで
信頼性が高く丈夫で長持ちって点じゃ水銀スイッチに勝
るものはない
きちんと脱酸素された水銀スイッチは50年前の部品でも
普通に使えるし

19

19. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 12:36
  • ID:UttPykUZ0 #

水に対して安全にアルカリ金属を溶かして常温で液状化したという話?記事タイトル見ただけだと錬金術みたいなことやったのかと思った。

20

20. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 12:46
  • ID:qlZhCkAQ0 #

水(H2O)のまま水銀化した

という解釈でOK?

21

21. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 13:30
  • ID:suk2IM9a0 #

水の中にアルカリ金属が放出した電子が充満した状態を作り、金属的性質を確認出来たという話。
金属の導通性やメタリックな光沢は自由電子による物なので金属化、という表現ははおかしくない。

塩水等のイオンによる導通性とは別の話です。

22

22. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 13:41
  • ID:.3CRzJiM0 #

※11
ものすごーく簡単に書くと「電気が流れる=電子が移動する」です。その流れる方向や量を制御することで、音を大きくしたり、計算したり、モノを動かしたりします。

ラノベとかアニメで魔法学校がありますね。魔法の使い方とか勉強してますけど、今の科学も魔法の域に入っているから普通の学校は昔の人から見れば魔法の学校ですよ。理科なんかまさに魔法の原理の勉強ね。

23

23. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 14:29
  • ID:.aUheQ6T0 #

>>18
水銀スイッチなんて誤作動ばかりでフェイルセーフの一部にしか使えない。

24

24. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 14:47
  • ID:hPF7du6o0 #

>>19
溶けるまでは行ってないね
溶け始める寸前の一瞬に電子だけ移動して金属になったようだ
たぶん画像の次の瞬間には反応して爆発してる

25

25. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 16:57
  • ID:ZAVL1HQF0 #

「猫のゆりかご」思い出した。
気をつけないとアイスナインができるぞw(架空のほうね)。

液体金属としての水かー。
目で見られるのがすごい。

状態の違う氷を捕らえたのはこちらにもある。
これは熱い氷の存在をX線で観測したのだけど。
やはりアイスナインに触れてる。
ttps://natgeibp.co.jp/atcl/news/19/051000268/

26

26. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 17:18
  • ID:Zgoxt7VA0 #

「電気が流れるようになる=金属化」なら水に混ぜ物して電気流れるようにしたのも金属なのでは・・・

27

27.

  • 2021年08月04日 18:42
  • ID:m6CBAmD80 #
28

28. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 20:19
  • ID:ZAVL1HQF0 #

※12
「水を液体の状態で準金属化した」かな?
誰かがかいてるようにイメージは水銀だよ。

ここでいう金属とはその中を「電子の粒が自由に行ききする状態」で、これで電気が流れるようになるんだ(水銀のように気体・液体・固体はとわない)。
いままでは特殊な実験室で、ものすごい圧力をかけることでやっていたけど、今回は軽い金属から電子をかりることでそれに成功した。
ビーカーが金色に輝いているところが金属化した証拠になるけど、これが目で見られるというのは、とてもとてもすごいことなんだよ。

少し補足
簡単に金属とは金属光沢があり伸ばしたり曲げたりと変形できるもの、たいがい電気が流れる。金銀ほか自然に産出するものもある、多くが固体。
水銀は常温で液体だが通電するし固体でもそう、蛍光灯の中は真空だが少し水銀蒸気が入っているため通電する(輝くのも水銀のせい)。
水に塩など入れると電気が流れるのは普通はイオンを借りるから、この実験とは違う。

今回は難しい、40年前の知識だと大変。
伝導体と金属の違いはパス、物質の3相からプラズマ状態とか金属水素の核とかまで書けない。
みんなもフォローしてくれ。

29

29. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 21:37
  • ID:tpze6u4z0 #

>>27
検閲仕事しろ

30

30. 匿名処理班

  • 2021年08月04日 22:29
  • ID:xCA0M.880 #

※27
パルモさん!おまわりさんをよんで!

31

31. 匿名処理班

  • 2021年08月05日 01:35
  • ID:aqAhELWP0 #

ナトリウムカリウム合金が写真のストロー?の直下の銀色部分(本来の色)
液滴状の外側に水が蒸着された後、かつ水がナトリウムカリウム水溶液になる前に激写
それが電子が移動して導電性を持った超純水で、金色に見えるって解釈でOK?

超高速連続写真の1枚なんだろうけど、水が電子を受け取ってからナトリウムやカリウムのイオンが移動して水溶液になるまでに、コンマ何秒の猶予があるんだろうね。

32

32. 匿名処理班

  • 2021年08月05日 07:01
  • ID:mQOuosU60 #

錬金術ぅ!?

33

33. 匿名処理班

  • 2021年08月05日 12:55
  • ID:rDYG6SAJ0 #

超低温とか原子一個分の薄膜の上とかでこれやったら安定したりする?

34

34. 匿名処理班

  • 2021年08月05日 14:07
  • ID:YxE.Jdkm0 #

内容は全然わからなかったけど、
「蒸着」って単語にだけ反応してしまったわ

35

35. 匿名処理班

  • 2021年08月05日 15:35
  • ID:xBie06EA0 #

スゲェ、錬金術だ!
魔法みたい!!

36

36. 匿名処理班

  • 2021年08月05日 18:25
  • ID:0ki9Qpgn0 #

※6
水の中にもある同じ物を外部から加えることをどう判断するかだよね。
個人的にはくっそズルをしてるようにしか思えない。

37

37. 匿名処理班

  • 2021年08月06日 00:01
  • ID:vxTqP5ZX0 #

水が金属化したというよりは水とNaKaの合金状態が過渡的に観察された、って所かな。
ちなみに「水溶液」ではないね。すぐ化学反応して水酸化物と水素になって爆発しちゃうから水和はしない。
これを利用して実験や検証が出来る事が増えれば嬉しい、という話でズルとかどう呼ぶかとかは本質じゃない。

38

38. 匿名処理班

  • 2021年08月06日 14:00
  • ID:SNe3mFDb0 #

※27に何があったのか気になるわぁ…。

39

39. 匿名処理班

  • 2021年08月08日 04:01
  • ID:p5a75dW90 #

金属水素は聞いたことあったけど金属水は初めてだなあ
…イオン化傾向させるってことはアルカリ金属溶液ってこととはどう違うのか??
教えて

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