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
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 59 minutami
Počasí se po žhavém víkendu ochladí. Příští týden dorazí déšť
včera
Extrémní vlna veder už v červnu? Vědci vysvětlují, co se děje s počasím
včera
Trump označil dronový útok Íránu na loď v Hormuzském průlivu za porušení příměří
včera
Babiš si není jistý, jestli Macinka přihlásil Pavla na summit NATO
včera
Extrémní počasí činí život v Evropě nesnesitelným. Experti mluví o nejhorší vlně veder v historii
včera
Počet obětí zemětřesení ve Venezuele dvojnásobně vzrostl
včera
Do nejvyššího mrakodrapu v čínském Pekingu narazilo letadlo
včera
Zavřené školy, stovky mrtvých, výpadky proudu. Počasí dál sužuje západ Evropy
včera
Počasí, jaké Česko nepamatuje. Meteorologové vydali návod, jak zvládnout nadcházející víkend
včera
EU navrhuje o rok prodloužit ochranu pro ukrajinské uprchlíky. Vyjma těch s brannou povinností
včera
Počasí trápí i hasiče. Požáry hrozí v dalších oblastech, platí nové varování
včera
Extrémní počasí dál sužuje Evropu. Francie zakazuje alkohol, Británie hlásí rekordní výjezdy sanitek
včera
Jižní Korea plánuje vycvičit půl milionu „dronových válečníků“
včera
Venezuelu možná nezasáhla dvě zemětřesení, ale jedno masivní. Experti popsali, proč je v tom obrovský rozdíl
včera
Evropa zažívá největší vlnu veder v historii. Bez globálního oteplování by nikdy nenastala, zjistili vědci
včera
Jak urychlit rozšiřování EU? V srdci Unie se rodí nový plán
včera
Írán zaútočil na nákladní loď v Hormuzském průlivu
včera
Po zemětřesení ve Venezuele jsou už stovky mrtvých a tisíce zraněných. Zpod trosek zní volání o pomoc
včera
Počasí: Předpověď na víkend ukazuje, kde mohou teploty překročit čtyřicítku už v sobotu
25. června 2026 21:03
Babiš zatrhnul Mrázové cestu na konferenci o Ukrajině. Naštvala ho
Premiér Andrej Babiš vystoupil na konferenci o obnově poválečné Ukrajiny v severopolském Gdaňsku. Na tuto čtvrteční akci měla původně v delegaci odletět i ministryně pro místní rozvoj Zuzana Mrázová. Ta měla vézt memorandum o spolupráci zaměřené mimo jiné na podporu turistického ruchu a lázeňství po skončení konfliktu. Premiér jí však pouhých několik hodin před odletem oznámil, že nikam nepojede, přestože Úřad vlády ještě ve středu dopoledne její účast oficiálně potvrdil.
Zdroj: Libor Novák