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 2 minutami
Úřady oznámily, že našly přes milion nových dokumentů v kauze Epsteina
před 1 hodinou
Evropa může čelit válce s Ruskem do několika let. Podle expertů na to není vůbec připravena
před 2 hodinami
Počasí bude mrazivé i po svátcích, o víkendu se přidá sněžení
včera
Brusel vrací úder. Tlaku USA ustoupit nehodlá
včera
RECENZE: Záhada strašidelného zámku se bojí i vlastního stínu. Neurazí, ale upadne v zapomnění
včera
Napětí na Blízkém východě: Izrael stupňuje údery v Libanonu před klíčovým termínem
včera
Referendum o konci války, budoucnost Záporožské jaderné elektrárny. Co obsahuje 20bodový mírový plán?
včera
Jihomoravští záchranáři jsou na pokraji sil: Místo nehod řeší rýmu a teploty
včera
Ruské jednotky v noci vtrhly do ukrajinské vesnice. Odvlekly desítky lidí
včera
Transatlantická roztržka graduje: USA zakázaly vstup do země strůjcům evropské digitální regulace
včera
Spor USA s Venezuelou má nečekaného vítěze. Zatím z něj těží pouze Čína
včera
V Turecku se zřítilo letadlo s libyjským náčelníkem generálního štábu. Nehodu nepřežil
včera
Průlom v mírových jednáních? Ukrajina zvažuje vznik ekonomické zóny na východě
včera
Ukrajinské město dalo světu nejslavnější vánoční koledu. Rusové ho srovnali se zemí
včera
Návrat terorismu, válka ve Venezuelu nebo souboj o AI? Co lze čekávat od roku 2026
včera
Předpověď počasí na svátky: Budou letos bílé Vánoce?
23. prosince 2025 21:22
Zákaz tělesného trestání dětí, změny v rozvodech, konec střídavé péče. Co přináší novela občanského zákoníku?
23. prosince 2025 19:58
Fond je neodvolatelný, reaguje Babiš na problémy se střetem zájmů. Nic tím nevysvětlil
23. prosince 2025 19:41
Vánoční příměří je dnes už nereálný koncept. Lidé sice potřebují klid, válčení se ale radikálně změnilo
23. prosince 2025 19:20
Top 5 jídel na silvestrovskou party: rychle a chutně
Silvestr má svoje tempo. Všichni se scházejí, povídají si, smějí se a nikdo nechce stát v kuchyni déle, než je nezbytné. Přitom ale potřebujete jídla, která chutnají, rychle mizí ze stolu a zvládne je připravit i člověk, který už myslí spíš na půlnoční přípitek než na vaření. Ideální jsou jednoduché recepty, které vypadají atraktivně, nezaberou mnoho času a zasytí celou partu.
Zdroj: Komerční článek