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

Koupelny, ilustrační fotografie

Českem se dál šíří žloutenka. Většina Čechů si nemyje správně ruce, upozorňuje SZÚ

Českem se opět šíří žloutenka typu A, rychle přibývá infikovaných. Nejčastěji se týká dětí, ale v poslední době byly zaznamenány případy i u dospívajících a mladých dospělých, také u osob drogově závislých či u bezdomovců. Žloutence typu A se říká nemoc špinavých rukou, proto je důležité dbát na prevenci. Základem je důsledná hygiena rukou. Řekneme si, co je to žloutenka, jak se šíří a jak si správně mýt ruce.
Voda

Víme, co pijeme? Vědce znepokojil nový objev, čistírny vody v jednom případě nedokáží zničit viry a bakterie

Čistírny odpadních vod jsou zásadní pro odstraňování kontaminantů z vody, která se následně vrací do přírody nebo je recyklována pro jiné účely. Nová studie však naznačuje, že tyto čistírny nemusí být dostatečně účinné v boji proti patogenům, které se uchytí na mikroplastech. Pokud se některé lidské patogeny přichytí na mikroplasty, mohou přežít čisticí procesy a představovat nebezpečí pro lidské zdraví, varuje nová studie publikovaná ve vědeckém žurnálu Plos One.

Více souvisejících

Voda akademie věd Vědci nanotechnologie

Aktuálně se děje

včera

včera

FK Dukla Praha

Do ligy se vrací Martin Hašek s Pavlem Hoftychem. Budou sportovními řediteli

S novým ročníkem fotbalové Chance ligy 2025/26 se vrátí zajímavá jména i v manažerských pozicích. Například v pražské Dukle bylo už předem jasné, že se s příchodem nové vlastnické struktury stane tamním sportovním manažerem bývalý trenér Sparty, Pardubic či Bohemians 1905 Martin Hašek. Stejnou manažerskou pozici bude v lize od nového ročníku zastávat i Pavel Hoftych a to pro změnu ve Zlíně, kterému se podařilo po roce mezi elitu vrátit.

včera

včera

včera

Charles Dickens

Charles Dickens zemřel před 155 lety. Spisovatelův život provázely úspěchy i skandály

Kdo by neznal knihy jako je Oliver Twist, Kronika Pickwickova klubu nebo Vánoční koleda. Devátého červnového dne roku 1870, tedy před 155 lety, zemřel jejich autor a jeden z nejvýznamnějších spisovatelů viktoriánské éry – Charles Dickens. Jeho díla sklízela úspěch, protože do nich vložil své smutné zkušenosti z dětství, které byly mnohým čtenářům vlastní. Traumata z útlého věku však slavnému romanopisci způsobila i velké problémy a skandály. 

včera

včera

Ilustrační fotografie.

Češi budou proti Chorvatsku oslabeni. Ivan Hašek nemůže počítat s Hložkem

Páteční kvalifikační zápas přinesl sice k radosti českých fotbalových fanoušků třetí výhru v řadě v bojích o účast na mistrovství světa, když si Češi poradili s Černou Horou 2:0, zároveň ale tento zápas přinesl i jednu nepříjemnou bolístku. Krátce poté, co ve 23. minutě otevřel skóre duelu svou střelou zpoza vápna, musel Adam Hložek předčasně odejít z hrací plochy kvůli blíže nespecifikovanému zranění. Po zápase se pak podrobil vyšetření, z něhož vyplynulo, že kouč Ivan Hašek s ním v pondělí proti Chorvatsku nemůže počítat.

včera

včera

Zásah záchranářů po ruských útocích na Ukrajině

Proč čelí Ukrajina nejtvrdším útokům od začátku války. Není to jen odplata, Rusko posílá vzkaz

Ukrajina se v posledních týdnech stala terčem jedné z nejintenzivnějších vln ruských vzdušných útoků od vypuknutí války. Série úderů, při nichž Moskva opakovaně využívá bezpilotní letouny, není jen odplatou za ukrajinský útok na ruské bombardéry. Podle analytiků má zastrašit civilní obyvatelstvo a na pozadí jednání o míru vytvořit dojem, že Kreml drží vývoj konfliktu pevně v rukou.

včera

Lidice, pietní místo (10. 6. 2017)

Nacisté před 83 lety vyvraždili Lidice. Na naše kruté dědictví ale zapomínáme

Před 83 lety se odehrála tragédie, která se navždy nesmazatelně zapsala do českých dějin. Došlo k vyhlazení obce Lidice nacistickými okupačními jednotkami. V reakci na atentát na zastupujícího říšského protektora Reinharda Heydricha byly Lidice doslova srovnány se zemí, jejich obyvatelé byli nemilosrdně zavražděni nebo násilně odvlečeni do koncentračních táborů.

včera

včera

Írán, ilustrační foto

Zveřejníme tajemství o izraelských jaderných zbraních, vyhrožuje Írán EU

Írán oznámil, že brzy zveřejní citlivé informace o izraelském jaderném programu, které údajně získala jeho rozvědka. Výhrůžka přichází ve chvíli, kdy evropské mocnosti stupňují tlak na přijetí rezoluce Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE), která by mohla vést k opětovnému uvalení sankcí OSN proti Teheránu.

včera

včera

Los Angeles

Los Angeles se bouří. Trumpovu Národní gardu v ulicích nechce

Los Angeles zažívá další vlnu napětí poté, co během víkendu propukly rozsáhlé protesty proti činnosti imigrační služby ICE. Demonstrace, které se soustředily především v centru města, přerostly v několika případech v potyčky s policií. Bílý dům v reakci na situaci přijal mimořádné opatření: prezident Donald Trump nařídil nasazení 2 000 vojáků Národní gardy, čímž vyvolal ostrou reakci ze strany místních úřadů.

včera

včera

Summit G7 v Německu, Barack Obama

Kam se poděl Obama? USA přenechal Trumpovi, odvahu proměnil v apatii

Zatímco Donald Trump během květnové návštěvy Blízkého východu přijímal luxusní letoun v hodnotě 400 milionů dolarů od Kataru, Barack Obama si užíval klidnější zahraniční cestu — do Norska. V doprovodu svého dlouholetého přítele krále Haralda V. se usadil na jeho letním sídle na poloostrově Bygdøy, kde společně rozjímali nad světovým děním a pochutnávali si na čerstvém lososu ochuceném bylinkami z královské zahrady.

včera

Ruská armáda, ilustrační fotografie

Putin schválil změnu strategie: Chce přeměnit Rusko v námořní velmoc

Ruský prezident Vladimir Putin odsouhlasil novou námořní strategii, jejímž cílem je do poloviny století plně obnovit ruský vliv jako jedné z předních světových námořních mocností. O schválení dokumentu s názvem Strategie rozvoje ruského námořnictva do roku 2050 informoval prezidentský poradce a někdejší šéf ruské bezpečnostní rady Nikolaj Patrušev v rozhovoru pro vládní list Argumenty i fakty.

včera

Donald Trump

Trump měl hájit zájmy všech Američanů. Nedělá to, proto se Kalifornie ozvala

Ze všech variant vývoje se ta, že se Kalifornie vzbouří proti politikám šéfa Bílého domu Donalda Trumpa jevila jako nejpravděpodobnější. Americký prezident sice přicházel do úřadu s podporou republikánského elektorátu, ale jeho povinností je hájit zájmy všech Američanů – bez ohledu na stranickou příslušnost. Místo toho ale prezident často prosazuje pouze zájmy svých příznivců a liberální Kalifornie zůstává na vedlejší koleji. Není proto překvapivé, že právě tento stát se nyní bouří s intenzitou, jakou třeba Los Angeles dlouho nepamatuje.

včera

Ruská armáda, ilustrační foto

"To nestačí, jsou to jen obyčejné útoky." Ruští prováleční blogeři požadují za operaci Pavučina masivní odvetu

Významní ruští propagandisté z tzv. Z-blogosféry, tedy prominentní proruští blogeři působící na Telegramu, ostře kritizují ruské ministerstvo obrany kvůli nočním úderům z 6. června, které Moskva prezentovala jako odplatu za mimořádně úspěšný ukrajinský útok na strategická letiště z 1. června. Podle těchto komentátorů ale šlo pouze o „rutinní“ bombardování, které ani zdaleka neodpovídá rozsahu škod způsobených operací „Pavučina“.

včera

Největší noční útok války: Rusko zasáhlo západní Ukrajinu, Polsko vyslalo do vzduchu stíhačky

Ruská armáda v noci na dnešek provedla rozsáhlý vzdušný útok na Ukrajinu, který podle ukrajinského letectva představuje dosud největší noční bombardování od začátku války v únoru 2022. Terčem útoků se staly především centrální a západní části Ukrajiny, tedy regiony, které byly dosud relativně ušetřeny pravidelných útoků. Tato eskalace vyvolala vážné obavy i v sousedních zemích — Polsko a další spojenci NATO v reakci na situaci okamžitě aktivovali své vzdušné síly.

Zdroj: Libor Novák

Další zprávy