นักวิทยาศาสตร์ แสดงวิธีเปลี่ยนน้ำเป็นโลหะ

ตามทฤษฎีเมื่อมีแรงดันมากพอ คุณสามารถเปลี่ยนอะไรก็ได้ให้เป็นโลหะ และน้ำก็ไม่ข้อยกเว้น แต่นั้นหมายความว่าคุณต้องใช้แรงดันมหาศาล มันเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดแรงดันแบบนี้บนโลก อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ของ Czech Academy of Sciences สามารถเปลี่ยนน้ำที่เป็นของเหลวให้กลายเป็นสถานะโลหะคล้ายทองสัมฤทธิ์โดยไม่ต้องใช้แรงดันมาก

เปลี่ยนน้ำเป็นทอง

ตามทฤษฎี ไม่ว่าอะไรก็เป็นโลหะได้

Advertisements

หากถูกบีบอัดเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาเพียงพอ อะตอมและโมเลกุลสามารถถูกอัดแน่นในโครงตาข่ายของพวกมัน จนพวกมันเริ่มใช้อิเล็กตรอนภายนอกร่วมกัน ทำให้พวกมันสามารถนำไฟฟ้าโดยเหมือนกับที่ลวดทองแดงทำ

ในกรณีนี้ ในปี 2020 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้เปลี่ยนก๊าซที่เยอะที่สุดในจักรวาล “ไฮโดรเจน” ให้กลายเป็นโลหะ ในการทำเช่นนั้น นักวิจัยชาวฝรั่งเศสได้ทดสอบไฮโดรเจนด้วยแรงดัน 425 กิกะปาสคาล ซึ่งมากกว่าความดันพื้นผิวโลกมากกว่า 4 ล้านเท่า และมากกว่าที่แกนด้านในของดาวเคราะห์ด้วยซ้ำ

ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพบไฮโดรเจนที่กลายเป็นโลหะบนโลก แต่อาจพบได้ในดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนและมีแรงกดดันภายในที่แรงกว่าโลก ในทำนองเดียวกันเชื่อว่าดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสที่เป็นแหล่งน้ำ ที่อยู่ในสถานะโลหะด้วยแรงกดดันมหาศาล

Advertisements

“ด้วยวิธีเดียวกันกับไฮโดรเจน น้ำจะต้องใช้แรงดัน 15 ล้านบาร์ หรือประมาณ ประมาณ 220 ล้านปอนด์ต่อตารางนิ้ว เพื่อเปลี่ยนเป็นโลหะ ซึ่งมากกว่าความต้องการไฮโดรเจนถึงสามเท่า! (พระเจ้าช่วย 1 บาร์ ส่งน้ำขึ้นสูง 10 เมตร 15 ล้านบาร์ คงยิงออกนอกอวกาศได้เลย)” แน่นอนว่าด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันของเราไม่สามารถทำได้ อย่างไรก็ตามอาจมีวิธีอื่นในการทำให้น้ำเป็นโลหะโดยไม่ต้องบีบมันด้วยแรงดันที่มากมายขนาดนั้น

Jungwirth และเพื่อนนักเคมี สงสัยว่าน้ำอาจจะทำตัวเหมือนโลหะได้ ถ้ามันยืมอิเล็กตรอนจากโลหะอัลคาไล ซึ่งเป็นองค์ประกอบปฏิกิริยาสูงในกลุ่มที่ 1 ของตารางธาตุ โดยก่อนหน้านี้ Jungwirth และเพื่อนร่วมงานพบว่าภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกัน แอมโมเนียสามารถเปลี่ยนเป็นประกายได้

วิธีแก้ปัญหาคือออกแบบการตั้งค่าทดลองที่จะชะลอปฏิกิริยาลงอย่างมาก เพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิดที่อาจเกิดเรื่องแย่ๆ ได้ โดยกุญแจสำคัญในการบรรเทาพฤติกรรมการระเบิดของปฏิกิริยาโลหะในน้ำคือ การดูดซับน้ำที่ความดันต่ำมาก การตั้งค่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าการแพร่กระจายของอิเล็กตรอนจากโลหะอัลคาไลนั้นเร็วกว่าปฏิกิริยาระหว่างน้ำกับโลหะ

จากนั้นนักวิจัยเติมหลอดฉีดยาด้วยสารละลายโลหะอัลคาไลที่ประกอบด้วยโซเดียมและโพแทสเซียม ซึ่งวางอยู่ในห้องสุญญากาศ กระบอกฉีดยาจะถูกกระตุ้นจากระยะไกล เพื่อขับละอองของส่วนผสมที่สัมผัสกับไอน้ำจำนวนเล็กน้อย

Advertisements

(หากภาพไม่เคลื่อนไหว ให้ลองกดที่ภาพ)

น้ำจะกลั่นตัวลงในละอองโลหะอัลคาไลในแต่ละหยด จนก่อตัวเป็นชั้นเหนือพวกมัน ซึ่งมีความหนาเพียงหนึ่งในสิบของไมโครเมตร จากนั้นอิเล็กตรอนจากส่วนผสมที่กระจายไปในน้ำ พร้อมด้วยไอออนของโลหะที่เป็นบวก จะทำให้ชั้นน้ำเป็นประกายแวววาวเหมือนทองสัมฤทธิ์

กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นเพียงไม่กี่วินาที แต่สำหรับจุดประสงค์ทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนน้ำให้เป็นโลหะที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเป็นความจริงที่ยืนยันโดยการทดลองซินโครตรอน (Synchrotron experiments) .. และนี่คือหนึ่งในวิธีที่จะเปลี่ยนน้ำเป็นโลหะโดยไม่ต้องใช้แรงดันมหาศาล

Advertisements

อ่านเรื่องอื่น

Advertisements