Cientistas provam que é possível transformar água em metal sem sair da Terra

Cientistas do Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, na Alemanha, descobriram como transformar água em metal. Eles conseguiram provar em laboratório que é possível metalizar a água pura aqui na Terra sem atingir pressões extremamente altas, como se pensava anteriormente.

A água encontrada na natureza conduz eletricidade devido às impurezas que se dissolvem em íons livres, permitindo que a corrente elétrica flua com facilidade. Ela só se torna metálica quando submetida a uma pressão de 48 megabares — cerca de 48 milhões de vezes a pressão atmosférica ao nível do mar.

Utilizando uma nova abordagem, os pesquisadores colocaram água pura em contato com uma liga alcalina de sódio e potássio, adicionando partículas carregadas de movimento livre para metalizar a água. A condutividade observada pelos cientistas durante os testes foi de apenas dois segundos.

Em vez de adicionar metal à água, eles colocaram uma fina película de água pura por meio de um sistema de deposição de vapor. Com o contato, os elétrons e os íons carregados positivamente fluíram da liga metálica para a água. “Isso não apenas deu à água um brilho dourado, mas também tornou-a condutora — exatamente como deveríamos observar na água pura metálica em alta pressão”, comemora Seidel.

Além de aumentar a compreensão sobre essa transição de fases da água aqui na Terra, a pesquisa também permite um estudo mais detalhado sobre as condições de alta pressão em outros planetas. No Sistema Solar, em planetas de gelo como Netuno e Urano, o hidrogênio líquido metálico existe, mas apenas em Júpiter as temperaturas são altas o suficiente para transformar água pura em metal.

“Parece pouco, mas é um passo significativo para entender esse processo. Você pode observar a transição de fase para água metálica a olho nu. A gota prateada de sódio-potássio se cobre com um brilho dourado, o que é muito impressionante”, comenta o professor de física Robert Seidel, autor principal do estudo.

Sob pressões muito altas, praticamente qualquer material pode se tornar condutor de eletricidade. Ao apertar os átomos com forças extremas, os orbitais dos elétrons externos começam a se sobrepor, permitindo que eles se movimentem e conduzam energia de forma semelhante a compostos metálicos convencionais.

A dificuldade para reproduzir essas condições em laboratório é que os metais alcalinos são altamente reativos com água líquida, podendo até explodir em algumas situações. Para contornar o problema, os cientistas usaram uma câmara de vácuo a fim de criar uma pequena bolha de liga sódio-potássio que permanece líquida em temperatura ambiente.

A transformação de água em metal em condições normais de pressão abre caminho para novos estudos sobre o uso de materiais metálicos para eletrificar líquidos com segurança. A ideia é explorar outros compostos e catalogar os diferentes níveis de condutividade elétrica presentes em temperatura ambiente.

“A perspectiva de conseguir replicar as condições no colosso planetário do nosso Sistema Solar é realmente emocionante. Nosso estudo não apenas mostra que a água metálica pode de fato ser produzida na Terra, mas também caracteriza as propriedades espectroscópicas associadas ao seu brilho metálico dourado, o que nunca conseguimos demonstrar antes”, completa o professor  Seidel.