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
Desetitisíce lidí v Praze budou bez pitné vody. Odstávka začne dnes
Slovensko varuje před vodou z Česka. Laboratorní rozbor v ní odhalil žíravinu
Voda , akademie věd , Vědci , nanotechnologie
Aktuálně se děje
včera
Zemřel Walter Koenig. Podobně jako Stewarta ho proslavil Star Trek
včera
Chorý po čtvrté červené v dresu Slavie v Edenu končí. Zná tresty na všech frontách
včera
Česká pošta představila plán transformace. Odhalila, co bude s pobočkami
včera
Legenda české atletiky Fibingerová se vážně zranila
včera
Babiš nebude nadšený. Pavel se chystá na další jednání vlády
včera
Ohavnost. Rusové nemají na ledě co dělat, udeřili opoziční politici
včera
Mýto pro nákladní auta se v průběhu příštího roku změní, předpokládá ministerstvo
včera
Harvard a Yale. Nejstarší a nejprestižnější americké univerzity slaví svá výročí
včera
Je to nepřijatelné. Šťastný se zlobí na CAS kvůli návratu ruských hokejistů
včera
Železniční tragédii ve Španělsku nepřežil Čech, potvrdilo ministerstvo
včera
Rusové se mohou vrátit na hokejové MS. Česko už zareagovalo
včera
Binance přišla o miliardy dolarů při útoku hackerů. Stopy vedou ke Kimovi
včera
Sparta s Plzní nestačily na své soupeře v Evropské lize. Jablonec překvapil
včera
Moskva čelila jednomu z největších ukrajinských útoků za poslední roky
včera
Vražda v Jablonci. Kriminalisté obvinili podezřelého, na soud si počká ve vazbě
včera
Tesco v Česku skončí, nahradí ho Albert. Firmy oznámily velký obchod
včera
Zemřela pracovnice ambasády v Tel Avivu. Došlo k tragické nehodě
včera
Zemřel legendární britský herec Patrick Stewart
včera
Počasí o víkendu: V Česku se ochladí, na horách napadne sníh
29. října 2026 21:16
Rusko zaútočilo na přeplněné ukrajinské nádraží, zabilo 14 lidí. Nepřijatelné, zareagoval Macron
Francouzský prezident Emmanuel Macron obvinil Rusko z toho, že si namísto deeskalace zvolilo další eskalaci konfliktu. Stalo se tak po čtvrtečním úderu ruského dronu na přeplněné nádraží v ukrajinském městě Dnipro, při kterém zemřelo nejméně čtrnáct lidí. Tragický útok zasáhl nástupiště, kde v té době stály příměstský a osobní vlak.
Zdroj: Libor Novák