化学：金色の金属水溶液の分光学的証拠

絶縁材料は、原理的には、加圧によって金属にすることができる。純水の場合、金属化には48 Mbarの圧力が必要になると推定されているが、こうした圧力は、現在の実験能力を超えており、巨大な惑星や星の内部に存在する可能性があるだけである。実際、最近の推定と実験によって、実験室で到達可能な圧力でなり得る水の状態は、せいぜい高プロトン伝導性の超イオン状態であり、伝導電子を持つ金属にはならないことが示されている。今回我々は、水とアルカリ金属を反応させて電子を大量にドーピングすることによって、金属水溶液を生成できることを示す。高濃度の溶媒和電子を含む液体アンモニアの類似した金属溶液は、以前から知られていて特性も評価されてきたが、アルカリ金属と水の爆発的相互作用のために、これまでは亜金属的な低電子濃度の水溶液しか生成できなかった。我々は、真空チャンバー内に放出された液体ナトリウム–カリウム合金液滴への、約10⁻⁴ mbarという低圧力での水蒸気の吸着によって、水とアルカリ金属の反応の爆発的挙動を抑制できることを見いだした。この機構によって、金属合金液滴を覆う過渡的な金色の金属水溶液層が形成される。この層は、1 cm³当たり約5 × 10²¹個の電子がドープされており、光反射分光法やシンクロトロンX線光電子分光法を用いてその金属性が確認された。

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