Za objevem, který objasňuje princip notoricky známého explozivního pokusu ze středoškolské chemie, stojí skupina Pavla Jungwirtha z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR ve spolupráci s kolegy na univerzitě v německém Braunschweigu. Zprávu o objevu otiskl časopis Nature Chemistry (placený přístup odsud).
Snímky z ultrarychlé kamery zachycující primární fázi výbuchu kapky slitiny sodíku a draslíku ve vodě. Pohled shora zachycuje kapku kovu při dotyku s vodní hladinou, ze které se uvolňují elektrony (jejich přítomnost (jde o tzv. solvatované elektrony, jejichž přítomnost dokazuje modrá barva).
Nebezpečným, ale mezi žáky oblíbeným pokusem, demonstrujícím explozivní chemickou reakci, je vhodit kousek sodíku do vody. Každý středoškolský učitel chemie ví, že k výbuchu dochází díky uvolňování tepla při přechodu elektronů z kovu do vody, přičemž vzniká pára a vodík, který se může vznítit. Plyny vznikající na rozhraní mezi kovem a vodou by však měly od sebe tyto reaktanty oddělit, a tím potlačit reakci. Jak to, že k výbuchu přesto dochází?
Pomocí záběrů ultrarychlé kamery (přes 10 tisíc snímků za sekundu) a molekulových simulací vědci ze skupiny Pavla Jungwirtha odhalili dosud neznámý primární mechanismus explozivní reakce alkalických kovů ve vodě. Poté, co elektrony přejdou z alkalického kovu do vody, získá kov obrovský kladný náboj. Ten je tak veliký, že překoná povrchové napětí kovu, a ten se roztrhá. Projeví se to vznikem kovových jehliček, které vysokou rychlostí pronikají do okolní vody. Vzájemná styčná plocha kovu a vody se tak náhle a prudce zvyší a „klasická“ reakce - tedy výbušný vznik plynů - může začít.
Snímky z ultrarychlé kamery zachycující primární fázi výbuchu kapky slitiny sodíku a draslíku ve vodě. Pohled zdola ukazuje, jak z kapky vylétávají kousky kovu při tzv. coulombovské explozi.
Tento objev dává návod, jak podobným výbuchům předejít v technologiích používajících alkalické kovy (např. při chlazení rychlých jaderných reaktorů, se kterými se dnes experimentuje). Jak? K výbuchu je zapotřebí, aby se kov opravdu dotýkal vody. Pokud by se přidalo do vody trochu (stačí často malé množství) nějaké povrchově aktivní látky (autoři používali alkohol hexanol), který obalí povrch kovu. A to zase výrazně snižuje nebezpečí výbuchu - v dostatečném množství podle autorů dokonce reakci zcela zastaví. (Před demonstrací exploze je tedy nutné mít kovový povrch čistý.) I když se pro objev tedy může najít časem praktické využití, autoři si od něj podle svého prohlášení především slibují, že potěší zapálené učitele chemie a jejich žáky.
