高温高压把普通水变为“超强酸”

科技日报北京3月26日电 （记者刘霞）据英国《新科学家》杂志网站25日报道，法国国家科学研究中心研究团队开展的一项计算机模拟发现，在极高的温度和压力下，水将变成一种“超强酸”，这种“超酸水”可用于制造钻石。最新研究不仅为钻石制造工艺带来了新思路，或许也能揭示天王星和海王星等冰冻行星上神秘“钻石雨”的形成之谜。

模拟显示，在1727℃至2727℃的极端温度以及22千兆帕至69千兆帕的极端高压下，普普通通的水将“变身”为一种“超强酸”，其酸性强度可达硫酸的数十亿甚至数万亿倍。

2727℃是太阳黑子的温度，50千兆帕压力相当于100头大象立于人的指尖之上。科学家目前只在地球内部、天王星和海王星等冰冻行星内，以及实验室内的受控环境中，发现过此类高温高压条件。

团队利用计算机模拟原子运动和化学反应作出了上述发现。他们还根据模拟结果训练了一个机器学习模型，并利用其更高效地进行计算。模拟结果显示，在相同的极端条件下，这种“超酸水”能将甲烷等碳氢化合物转化为类钻石结构。团队认为，这或许能完美解释为何天王星和海王星等冰冷巨行星内部会持续上演“钻石雨”奇观。

这种“超酸水”或许能革新钻石制造技术，或者在炼油等工业领域取代传统的超强酸。不过，美国埃默里大学的乔尔·鲍曼认为，虽然理论模型令人振奋，但在实验室复现行星内部极端环境仍面临巨大挑战。此外，“超酸水”与“钻石雨”之间的关系目前也只是一种推测。