高温高壓把普通水變為“超強酸”

科技日報北京3月26日電 （記者劉霞）據英國《新科學家》雜誌網站25日報道，法國國家科學研究中心研究團隊開展的一項計算機模擬發現，在極高的温度和壓力下，水將變成一種“超強酸”，這種“超酸水”可用於製造鑽石。最新研究不僅為鑽石製造工藝帶來了新思路，或許也能揭示天王星和海王星等冰凍行星上神秘“鑽石雨”的形成之謎。

模擬顯示，在1727℃至2727℃的極端温度以及22千兆帕至69千兆帕的極端高壓下，普普通通的水將“變身”為一種“超強酸”，其酸性強度可達硫酸的數十億甚至數萬億倍。

2727℃是太陽黑子的温度，50千兆帕壓力相當於100頭大象立於人的指尖之上。科學家目前只在地球內部、天王星和海王星等冰凍行星內，以及實驗室內的受控環境中，發現過此類高温高壓條件。

團隊利用計算機模擬原子運動和化學反應作出了上述發現。他們還根據模擬結果訓練了一個機器學習模型，並利用其更高效地進行計算。模擬結果顯示，在相同的極端條件下，這種“超酸水”能將甲烷等碳氫化合物轉化為類鑽石結構。團隊認為，這或許能完美解釋為何天王星和海王星等冰冷巨行星內部會持續上演“鑽石雨”奇觀。

這種“超酸水”或許能革新鑽石製造技術，或者在煉油等工業領域取代傳統的超強酸。不過，美國埃默裏大學的喬爾·鮑曼認為，雖然理論模型令人振奮，但在實驗室復現行星內部極端環境仍面臨巨大挑戰。此外，“超酸水”與“鑽石雨”之間的關係目前也只是一種推測。