Vrlo neobična nova forma vode

Koliko agregatnih stanja ima voda? 

Već odavno znamo da čvrsto, tekuće i plinovito (gasovito) nisu jedina agregatna stanju u svemiru, ali smo bili čvrsto ubijeđeni da voda ima samo ova tri osnovna stanja. Međutim, naučnici sa Lawrence Livermore National Laboratory u Livermore, Kalifornija, otkrili su još jedan oblik vode, nešto što su nazvali "superjonski led" ili "superjonska voda". 

Zapravo radi se o atomima i jonima kisika i vodika, raspoređenim u određenu strukturu. Sastoji se od tankih slojeva, listića atoma kisika, između kojih se slobodno kreću pozitivno naelektrisani joni vodika, tj. nukleusi vodika. Ovaj oblik vode se ne javlja prirodno na Zemlji, ali možda postoji u daljem dijelovima Solarnog sistema, recimo na Neptunu ili Uranu. Teorija već 30 godina predviđa postojanje ove materija, koja se javlja pod djelovanjem visokog pritiska i temperatura. Visoke temperature "tope" veze između atoma, dok visok pritisak utječe na to da se atomi kisika rasporede u listiće.  

Neptun

Inače, molekula vode ima oblik slova "V" sa atomom kisika u sredini, te tako tri atoma formiraju ugao od 104.5 stepeni. Na atomima kisika i vodika javljaju se parcijalni naboji, preko kojih se molekule vode međusobno privlače polarnom vezom. Ovaj ugao između atoma kisika i vodika je krucijalan za osobina vode, naročito za njene osobine važne za živi svijet - zbog postojanja tog ugla, voda je najbolje polarno otapalo, širi se kada se smrzava, pa zato led pliva na površini i ima mnoge druge interesantne osobine. 

Rad o superjonskom ledu objavljen je 5. februara 2018. u časopisu Nature Physics pod naslovom "Experimental evidence for superionic water ice using shock compression".

Vrlo interesantna osobina superjonskog leda jeste to da provodi elektricitet kao metali, međutim, za razliku od metala, koji provode elektricitet zahvaljujući postojanju slobodnih elektrona (metalna veza), superjonski led elektricitet provodi zahvaljujući jonima, slobodnim nukleusima vodika, koji su, a ništa drugo do protoni kod većine atoma vodika (osim izotopa vodika deuterijuma i tricijuma). 

Nova forma vode je praktično istovremeno i čvrsta i tekuća, a naučnici su proučavali njena svojstva pomoću laserskog pulsa:

M. Millot/E. Kowaluk/J.Wickboldt/LLNL/LLE/NIF