Tutti sanno che l’acqua conduce elettricità. Tuttavia, ciò è vero soltanto per l’acqua normale.
Già se si considera l’acqua pura distillata, si scoprirà che è invece un isolante quasi perfetto. Infatti le sue molecole di H2O sono collegate tra loro in modo lasco, tramite legami a idrogeno. Gli elettroni di valenza rimangono legati e non sono mobili.
Una soluzione acquosa con proprietà metalliche
Per creare una banda di conduzione con elettroni in movimento libero, l’acqua dovrebbe essere pressurizzata in misura tale da sovrapporre gli orbitali degli elettroni esterni. Tuttavia, un calcolo mostra che questa pressione è presente solo nel nucleo di grandi pianeti come Giove.
Partendo da questi ragionamenti, un team internazionale di scienziati ha pensato di creare acqua metallica, ovvero una soluzione acquosa con proprietà metalliche (lo studio è stato pubblicato su Nature). Per farlo, i ricercatori hanno usato metalli alcalini, che rilasciano il loro elettrone esterno molto facilmente.
Ma come ben sanno i chimici, metalli alcalini e acqua non sono facili da maneggiare, poiché esplodono. Il sodio o altri metalli alcalini iniziano immediatamente a bruciare quando si trovano nell’acqua. Perciò, gli scienziati non hanno gettato un pezzo di metallo alcalino nell’acqua, ma hanno fatto il contrario. Hanno cioè messo un po’ d’acqua su una goccia di metallo alcalino, una lega sodio-potassio (Na-K) che è liquida a temperatura ambiente.
Acqua metallica visibile ad occhio nudo
Per chi vuole maggiori dettagli, interesserà sapere che l’esperimento è stato in una camera ad alto vuoto all’interno della quale è stata fatta gocciolare tramite un ugello la lega Na-K liquida. La goccia cresce per circa 10 secondi fino a quando non si stacca dall’ugello. Man mano che la gocciolina cresce, parte del vapore acqueo fluisce nella camera a vuoto e forma una pelle estremamente sottile sulla superficie della gocciolina (solo pochi strati di molecole d’acqua). Questo fa sì che, quasi immediatamente, gli elettroni e i cationi metallici si dissolvano dalla lega alcalina nell’acqua. Gli elettroni rilasciati nell’acqua si comportano come elettroni liberi in una banda di conduzione.
Abbastanza impressionante il fatto che la transizione di fase all’acqua metallica si veda chiaramente ad occhio nudo. La gocciolina di sodio-potassio si copre di un bagliore dorato e il sottile strato di acqua metallica color oro rimane visibile per alcuni secondi.
È la prima volta che dell’acqua metallica viene prodotta sul pianeta Terra.
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