Forscher machen Wasser metallisch - Experiment verleiht Wasser freie Elektronen und Leitfähigkeit - ohne Hochdruck

30. Juli 2021
Die Umfärbung dieses Tropfens von silbrig zu golden zeigt an, dass die Wasserschicht auf seiner Oberfläche metallische Eigenschaften bekommen hat. © Phil Mason / IOCB Prague
Wundersame Verwandlung: Forscher haben Wasser erstmals metallische Eigenschaften verpasst – ohne Hochdruck und bei Raumtemperatur. Gelungen ist dies durch einen raffinierten Trick: Sie ließen im Vakuum Wasserdampf auf einem Tropfen flüssiger Alkalimetalle kondensieren. Die Einwanderung von Elektronen aus dem Metall verlieh der dünnen Wasserschicht daraufhin kurzzeitig die Leitfähigkeit und das Aussehen eines Metalls: Der Tropfen bekam einen Goldglanz.
Metalle besitzen eine gute Leitfähigkeit, weil ihre delokalisierten Außenelektronen sich frei im Atomgitter bewegen können. Anders ist dies bei destillierten Wasser: Weil die Außenelektronen der beteiligten Atome fest gebunden bleiben, ist reines Wasser ein nahezu perfekter Isolator. Um es leitend und damit metallisch machen, müsste man die Wassermoleküle stark komprimieren. Der hohe Druck bringt dann die Orbitale der Außenelektronen so nah zusammen, dass sie überlappen. Durch die erhöhte Elektronendichte werden einige Elektronen mobil und erlauben so den Stromfluss.

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