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.
13. listopadu 2025 18:19
Revoluce ve zdravotnictví na dosah ruky: Lékaři zanedlouho dokáží transplantovat lidem prasečí orgán
Související
Francií otřásá mohutný skandál: Třetina minerálních vod byla nelegálně upravena
Smrtící past uprostřed léta: Největší zákaz pití kohoutkové vody v historii je hrozbou pro celou Evropu
Voda , akademie věd , Vědci , nanotechnologie
Aktuálně se děje
před 13 minutami
Maláčová definitivně skončila v čele SOCDEM. Novým předsedou je Nedvěd
před 1 hodinou
Babiš i Fiala odsoudili teroristický útok v australském Sydney
Aktualizováno před 1 hodinou
Útok na populární pláži v Sydney: Dva útočníci zastřelili několik lidí
před 2 hodinami
Babiš pod palbou. Rakušan ho přirovnal k Orbánovi, kritizoval i Hřib
před 4 hodinami
Trump slibuje odvetu po útoku v Sýrii. Zemřeli tři Američané
před 5 hodinami
Volby na Ukrajině by byly výzvou. Experti upozorňují na několik problémů
před 5 hodinami
Za tři dny se nenašel. Policie nasadila do pátrání po Markovi maximální síly
před 7 hodinami
Výhled počasí na příští víkend. Trend má pokračovat
včera
Plzeň prodloužila neporazitelnost. Sparta si zajistila pohár i na jaře, Olomouc vybouchla
Aktualizováno včera
Mnozí Ukrajinci jsou po dalším ruském útoku bez vody a elektřiny
včera
V neděli startuje nový jízdní řád. České dráhy nabídnou ještě více komfortních vlaků
včera
Kupka tepe Babiše, který nechce dát Ukrajincům už ani korunu
včera
Kmoníček má nahradit Pojara. Babiš oslovil i dalšího člověka
včera
Slavia hrála v Londýně sympaticky, kvalita soupeře ale byla jinde. Tottenham vyhrál 3:0
včera
Přes deset událostí. Na západě Čech se zase otřásá země
včera
Turek je stále kandidátem na ministra, tvrdí Motoristé
včera
Česko za Babiše nehodlá financovat Ukrajinu. Nebudeme tam dávat peníze, řekl
včera
Válku na Ukrajině lze vyřešit, ale ne rychle. Důkazem je příběh Německa po první světové válce
včera
Konečná přežila volební debakl. Komunisté nic měnit nebudou
včera
Trumpa znovu ukázali na fotkách s Epsteinem. Hoax, obořil se Bílý dům na Demokraty
Zákonodárci z americké Demokratické strany zveřejnili další fotografie ze sídla zesnulého sexuálního delikventa Jeffreyho Epsteina. Snímky především odhalují jeho vazby na mocné a bohaté lidi, uvedla britská BBC. Na fotkách nechybí ani současný americký prezident Donald Trump.
Zdroj: Lucie Podzimková