Nanoled? Čeští vědci provedli unikátní experiment s vodou, zaujal ve světě

Čeští vědci prokázali, že pokud se voda nachází ve velmi malém ohraničeném prostoru, tuhne až při teplotě desítek stupňů pod nulou. Přispěli tak k dalšímu pochopení chování vody v závislosti na různých podmínkách.

Studii o experimentu publikoval prestižní časopis Americké chemické společnosti ACS Nano. Za Akademii věd ČR (AV) o tom ČTK informovala Markéta Růžičková v dnešní tiskové zprávě.

Na výzkumu pracoval tým vědců pod vedením Martina Kalbáče z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV a Jany Vejpravové a Jiřího Klimeše z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy. "Tento objev otevírá zcela nové možnosti studia chemických procesů v podchlazených kapalinách a fyzikálních vlastností kapalin v extrémním prostorovém omezení, které je typické například pro mezibuněčné prostory," řekla k potenciálu objevu Vejpravová.

Zatímco ke změně skupenství u čisté vody za normálního tlaku dochází při teplotě 0 °C, voda ve specifickém prostoru tuhne až při teplotě o 33 °C nižší.

Vědci úkaz objevili tak, že molekuly vody uzavřeli do extrémně malých, nepropustných výdutí grafenu na velmi hladkém povrchu oxidu křemičitého.

Grafen je podle vědců atomárně tenká, průhledná forma uhlíku. Jeho struktura se podobá grafitu. Tento tzv. dvojdimenzionální materiál má také některé zvláštní fyzikální vlastnosti - je to například jeden z nejpevnějších známých materiálů na světě, jehož elektrony se chovají, jako by neměly žádnou efektivní hmotnost a pohybovaly se téměř rychlostí světla.

"Volba tohoto materiálu se navíc ukázala jako velmi šťastná, neboť tento atomárně tenký krystal, složený z atomů uhlíku uspořádaných ve vzoru včelí plástve, posloužil nejen k uzavření vody, ale i k samotnému experimentálnímu důkazu, že voda zamrzá až při velmi nízké teplotě," vysvětlil Martin Kalbáč.

Struktura takto vzniklého "nanoledu" se podle vědců od běžného velmi liší. Normální led tvoří krystaly s tzv. hexagonální krystalovou strukturou, molekuly vody uvězněné mezi hladkým oxidem křemičitým a zvrásněným grafenem však vytvářejí krystalické jádro pouze ve středu výdutí. Molekuly vody v blízkosti grafenu jsou orientovány náhodně, to vede k tzv. amorfnímu uspořádání. Tvar grafenových výdutí také značně ovlivňuje podíl amorfního ledu a tím i proces tání.

Pro ověření experimentu vědci provedli simulace, při kterých sledovali rozpouštění ledu při vzrůstající teplotě a vliv rozpuštěné vody na grafen. Ukázalo se, že pro shodu s experimentální roztažností grafenu je třeba popsat atomy uhlíku pomocí kvantové mechaniky. Podle vědců tak nestačí uvažovat nad atomy jako bodovými částicemi, které se pohybují podle zákonů klasické fyziky, u nichž lze přesně určit jejich polohu. Musí být popsány jako kvantové částice. Je tedy možné mluvit jen o pravděpodobnosti jejich výskytu v daném bodě.

"Jelikož měl simulovaný systém téměř 100 000 atomů, činí tyto simulace jedny z největších, pro který byl tento kvantový popis kdy použit," uzavřel autor simulací Jiří Klimeš.

Související

Ilustraní foto

Francií otřásá mohutný skandál: Třetina minerálních vod byla nelegálně upravena

Rozsáhlý skandál, který se týká francouzských miliardových firem vyrábějících balenou minerální vodu, otřásá nejen Francií, ale i Evropou. Vyvstávají otázky, zda mohou světově proslulé značky, jako je Perrier, i nadále používat označení „přírodní minerální voda“. Celá kauza se rozjela poté, co francouzská média odhalila, že řada firem v oboru používá nezákonné filtrační systémy, aby vodu zbavila kontaminace, která se v ní objevila po letech sucha.
Voda, ilustrační fotografie

Smrtící past uprostřed léta: Největší zákaz pití kohoutkové vody v historii je hrozbou pro celou Evropu

V poklidné obci Buschwiller na francouzsko-švýcarské hranici zažívají obyvatelé šok. Zjištění, že kohoutková voda, kterou denně pijí a používají, je kontaminovaná „věčnými chemikáliemi“ PFAS, zasáhlo více než 60 tisíc lidí v oblasti Saint-Louis. Tato látka, spojená s rakovinou, neplodností a poruchami imunity, se do podzemních vod dostala z hasicích pěn používaných na nedalekém letišti Basel-Mulhouse-Freiburg.

Více souvisejících

Voda akademie věd Vědci nanotechnologie

Aktuálně se děje

před 11 minutami

před 56 minutami

Boris Šťastný

Další člen Babišovy vlády doplatil na zákon střetu zájmů

Nově jmenovaný premiér Andrej Babiš (ANO) nebude jediným členem vládního kabinetu, který se musel podřídit zákonu o střetu zájmů. Poslanec Boris Šťastný (Motoristé), jenž se stane ministrem sportu, prevence a zdraví, v pátek oznámil, že přerušuje živnost. 

před 1 hodinou

Vánoce, ilustrační fotografie.

Dlouhá historie vánočního koření. Sloužilo i jako lék

Advent se dnes nese ve znamení pečení cukroví, svařeného vína a punče, a tedy i vůně skořice, hřebíčku, badyánu nebo třeba vanilky. Vánoční koření má dlouhou a zajímavou historii. Zatímco dnes nám provoní a dochutí sváteční okamžiky, dříve sloužilo třeba jako lék.

před 2 hodinami

před 3 hodinami

před 3 hodinami

před 5 hodinami

včera

Prezident Petr Pavel jmenoval Andreje Babiše předsedou vlády (foto: Tomáš Fongus)

Nezvládli krize, inklinují k neonacismu a chtějí Česko odklonit od Západu. Vžene nás nová vláda do náručí Kremlu?

Do vlády vstupují lidé, kteří v minulosti selhávali při zvládání krizí a opakují vzorce řízení, jež zemi oslabovaly ve chvílích největší potřeby. Kabinet zároveň doplňují politici s vazbami na osoby inklinující k neonacismu, což ohrožuje samotné hodnotové základy státu. Účast expertů bez exekutivních zkušeností pak posiluje riziko odklonu od evropské orientace a erozi institucí právního státu.

včera

včera

María Corina Machadová a Edmundo González Urrutia

Machadové pomohla utéct americká armáda. Z Venezuely se dostala v přestrojení

Opoziční venezuelská vůdkyně Maria Corina Machadová, nositelka Nobelovy ceny za mír, podnikla odvážnou třídenní cestu v přestrojení, aby dorazila na ceremonii do Norska. S pomocí paruky a převleku se jí podařilo proklouznout přes 10 vojenských kontrolních stanovišť ve Venezuele. Po moři přeplula Karibské moře v rybářské lodi, odkud byla následně eskortována do Osla letadlem zajištěným americkou stranou.

včera

Slovenští poslanci se poprali a pohádali

VIDEO: Rvačky, alkohol, vulgarity, ponižování žen. Ostudné zasedání parlamentu, jaké Slovensko nepamatuje

Čtvrteční zasedání slovenského parlamentu, které pokračovalo dlouho do noci, se zvrhlo v divoký sled hádek, vulgarismů a fyzických potyček. Mnozí komentátoři i opoziční poslanci se shodují, že jednání přesáhlo veškeré meze důstojnosti, jakou si málokdo pamatuje i z dob mečiarismu. Den poté, v pátek, už poslanci začali jednání výzvami k omluvě, které žádá jak koaliční Smer, tak opoziční Hnutie Slovensko.

včera

včera

včera

Ukrajinští vojáci brání svou zemi před ruskými agresory.

Ukrajinské síly znovu dobyly osady v Charkovské oblasti

Ukrajinské síly v pátek oznámily významný úspěch, když znovu dobyly dvě osady v severovýchodní Charkovské oblasti. Armádní sbor Khartia uvedl na sociálních sítích, že osvobozeny byly Kondrašivka, Radkivka a jejich okolí, a také několik čtvrtí v severní části Kupjansku. Tento klíčový železniční uzel přitom Rusko nárokovalo jako dobyté v minulém měsíci. Podle ukrajinské armády se v oblasti podařilo obklíčit několik stovek ruských vojáků.

včera

včera

Blízcí a přátelé se rozloučili s moderátorem Patrikem Hezuckým. (12.12.2025) Prohlédněte si galerii

Česko se rozloučilo s moderátorem Hezuckým. Bouček dojemně promluvil

Česko se v pátek odpoledne rozloučilo s moderátorem Patrikem Hezuckým, který na den přesně před týdnem podlehl vážné nemoci. Bylo mu 55 let. Neveřejného smutečního obřadu se zúčastnilo mnoho kolegů zesnulého a dalších osobností tuzemského šoubyznysu. V lednu se ještě uskuteční benefiční koncert v pražské O2 areně. 

včera

Evropská unie, ilustrační fotografie.

Ukrajina by podle mírového plánu měla vstoupit do EU v roce 2027

Ukrajina by se mohla stát členem Evropské unie k 1. lednu 2027, pokud bude přijat návrh mírového urovnání, který je v současné době projednáván v rámci amerických zprostředkovaných jednání o ukončení dlouholetého konfliktu s Ruskem. O této informaci informoval v pátek list Financial Times s odvoláním na zdroje obeznámené s obsahem dokumentu.

Aktualizováno včera

včera

včera

Po Ruttem přichází další důrazné varování: Válka klepe na dveře Evropy

Evropa se musí připravit na válku na svém prahu. Tímto varováním vystoupili ve čtvrtek britští vojenští představitelé, kteří detailně popsali bezprecedentní úroveň hrozeb namířených proti ozbrojeným silám Spojeného království. Ministr obrany Al Carns při zahájení nové Britské vojenské zpravodajské služby (MIS) prohlásil, že „stín války klepe na dveře Evropy“, a zdůraznil, že spojenci NATO musí být připraveni reagovat.

Zdroj: Libor Novák

Další zprávy