Goldglänzend und leitfähig: Wie forscher Wasser metallisch machen

Wissenschaftlern an der Tschechischen Akademie der Wissenschaften in Prag ist eine ungewöhnliche Transformation gelungen, die bisher als unmöglich galt: Sie verwandelten Wasser in ein metallisches, leitfähiges Material, mit einem goldenen Glanz. Und das bei ganz normalem Luftdruck und einer regulären Raumtemperatur.

Wasser wie flüssiges Gold: Prager Forscher machen es möglich

Eigentlich wären dafür geschätzte 48 Megabar nötig

Der Leiter des Forscherteams, Philip Mason erklärt dazu, dass normalerweise ein geschätzter Druck von 48 Megabar nötig wäre, um den Metall-Effekt bei Wasser zu erreichen. Das sprengt sämtliche technische Möglichkeiten, weil ein solcher Druck höchstens (und nicht einmal das weiß man genau!) im Kern großer Sterne und Planeten vorkommt. Wahrscheinlich ist das Wasser, ebenso wie Helium und Wasserstoff, im Jupiter tatsächlich metallisch, doch das konnte noch niemand testen.

Also bleibt unser Wasser weiterhin elektrisch isolierend und transparent – wenn es sich nicht gerade in Masons Labor befindet. Dort ließen die Wissenschaftler Wasserdampf auf einem kleinen Tropfen aus flüssigen Alkalimetallen kondensieren, und das im Vakuum. Die Elektronen des Metalls wanderten ins Wasser über, optisch wurde das durch einen goldenen Glanz erkennbar. Und: Das reine H2O erhielt für kurze Zeit elektrische Leitfähigkeit, eine Eigenschaft, die Wasser sonst vollkommen fremd ist.

Bewegliche Außenelektronen bewirken Leitfähigkeit

Die Leitfähigkeit der Metalle ist darauf zurückzuführen, dass sich ihre Außenelektronen frei im Atomgerüst bewegen können. Bei Wasser sind diese Elektronen fest gebunden, die Isolationswirkung darum fast perfekt. Nur, wenn sich freie Elektronen aus anderen Elementen einschleusen lassen, so die nun bewiesene Theorie der Prager Forscher, ergibt sich eine metallische Leitfähigkeit. Frühere Versuche mit Alkalimetallen deuteten darauf hin, dass sie gute Elektronenspender sein könnten.

Allerdings musste erst ein Hindernis aus dem Weg geräumt, bevor es ans Ausprobieren ging: Wer Natrium ins Wasser wirft, erhält nämlich eine Explosion – und die war in diesem Fall nicht das Ziel. Um die zerstörerische Reaktion zu vermeiden, gaben die Forscher das Wasser vorsichtig zum Metall und nicht andersherum, und schon hat es funktioniert! Das Wasser färbte sich während des Vorgangs erst golden, dann bronze, schließlich purpur und zum Schluss weiß. Nicht nur das Forscherherz, auch das Auge durfte sich somit freuen.