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
včera
Szijjártó měl Lavrovovi podávat hlášení o obsahu jednání EU. Magyar obvinil vládu z vlastizrady
včera
Mohou íránské rakety doletět až do Londýna, Prahy nebo Paříže? Teherán světu skutečný dostřel tajil
včera
Trump: USA a Írán jednají o mírovém plánu, Modžtaba Chameneí je možná mrtvý
včera
Eskalace zrychluje, únikových cest ubývá. Možnosti ukončení války v Íránu se dramaticky zužují
včera
Kubánská armáda je připravena na případnou americkou agresi, vzkazuje Trumpovi Havana
včera
Ceny ropy začaly po Trumpově oznámení prudce klesat
včera
WP: Ruští agenti chtěli uskutečnit falešný pokus o atentát na Orbána, aby vyhrál volby
včera
Okamura chce zrušit „podraz na občany i firmy“. Koalice předloží návrh na zrušení části poplatků za ČT a Rozhlas
včera
Írán má v ruce mocnou zbraň. Útokem na odsolovací stanice může rozvrátit celý Blízký východ
včera
Trump nečekaně ustoupil z ultimáta Íránu. Útoky odložil
včera
Rutte věří, že se evropské státy připojí k Trumpově válce proti Íránu
včera
Takové počasí historie nepamatuje. Příští rok otřese globálními statistikami, varuje WMO
včera
Politico: Budapešť funguje jako přímý informační kanál pro Kreml. EU vylučuje Maďarsko z citlivých diskusí
včera
IEA: Situace na světových energetických trzích překonává největší krize moderní historie
včera
Benzin na příděl? Svět čelí větší hrozbě než za velké ropné krize, hrozí výrazné zdražování potravin i paliv
včera
Počasí se v týdnu promění. Přes Česko přejde studená fronta
22. března 2026 21:51
Norská princezna v dokumentech o Epsteinovi. Zmanipuloval mě, tvrdí
22. března 2026 21:02
Velikonoce i letos ovlivní důchody. Tři výplatní termíny budou jiné
22. března 2026 19:54
Norrise poctil prezident Trump. Byl to skvělý chlap, ocenil herce
22. března 2026 19:19
Česko má po osmi letech medaili z halového MS. Lurdes Gloria Manuel ovládla čtvrtku
Česká výprava atletů se konečně dočkala medaile z halového světového šampionátu. V sobotu se o ni v polské Toruni postarala čtvrtkařka Lordes Gloria Manuel, která si navíc doběhla pro tu nejcennější z nich, když závod na 400 metrů ovládla osobním rekordem, tedy v čase 50,76 sekundy. Jedná se tak pro ni o první výrazný seniorský úspěch, kterým tak navázala na svůj titul juniorské mistryně světa.
Zdroj: David Holub