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

Více souvisejících

Voda ,  akademie věd ,  Vědci ,  nanotechnologie

Aktuálně se děje

včera

včera

SK Slavia Praha, stadion v Edenu

Chorý po čtvrté červené v dresu Slavie v Edenu končí. Zná tresty na všech frontách

Po nechvalně proslulém jarním fotbalovém derby pražských „S“ dostal Tomáš Chorý od vedení pražské Slavie a majitele Pavla Tykače šanci svůj exces, tedy faul loktem, napravit a nadále nastupovat v kádru A-týmu pražské Slavie. Navzdory tomu, že předseda představenstva Jaroslav Tvrdík mluvil bezprostředně po květnovém derby o tom, že Chorý společně s Davidem Douděrou si mohou začít hledat nová angažmá. 

včera

Česká pošta

Česká pošta představila plán transformace. Odhalila, co bude s pobočkami

Česká pošta s novým vedením představuje kroky, které mají stabilizovat její hospodaření a přiblížit služby každodenním potřebám lidí. Transformace se zaměří na spolehlivější doručování, dostupnější pobočky a širší nabídku služeb. Při jedné návštěvě mají zákazníci vyřídit více záležitostí, od zásilek přes finanční služby až po pomoc při komunikaci se státem. 

včera

Helena Fibingerová

Legenda české atletiky Fibingerová se vážně zranila

Bývalá koulařka Helena Fibingerová, která je mistryní světa z roku 1983 a hned osminásobnou mistryní Evropy, se vážně a zranila a musí tak rušit svůj program na nejbližší dny. Jak informoval server sport.cz, sedmasedmdesátiletá Fibingerová si měla v první polovině září hned nadvakrát zlomit levou ruku v ramenním kloubu, přičemž se tak mělo stát na opuštěném místě, takže zraněnou dámu ostatní našli až po dlouhých třech hodinách.

včera

včera

včera

včera

Harvardova univerzita

Harvard a Yale. Nejstarší a nejprestižnější americké univerzity slaví svá výročí

Mezi nejprestižnější univerzity nejen v Americe, ale také ve světě, patří Harvardova a Yaleova univerzita. A ty jsou zároveň těmi nejstaršími na americkém kontinentu. Na měsíc říjen tohoto roku připadají i dvě významná výročí: Harvard slaví 390 let od svého vzniku, Yale byl založen před rovnými 325 lety. Za tak dlouhou historii prošla těmito školami řada významných osobností.

včera

Boris Šťastný

Je to nepřijatelné. Šťastný se zlobí na CAS kvůli návratu ruských hokejistů

I vrcholní čeští politici reagují na rozhodnutí Mezinárodní sportovní arbitráže, které má vést k návratu ruské hokejové reprezentace na největší světové akce. Ministr pro sport Boris Šťastný (Motoristé) s arbitrážním rozhodnutím zásadně nesouhlasí. Sport podle jeho slov nemá sloužit jako nástroj propagace Ruska.

včera

včera

Hokej, ilustrační fotografie.

Rusové se mohou vrátit na hokejové MS. Česko už zareagovalo

Ruští hokejisté se mají vrátit na vrcholné reprezentační akce, rozhodla Mezinárodní sportovní arbitráž (CAS). Obavy o bezpečnost účastníků turnajů v případě účasti ruských týmů byly označeny za neopodstatněné. Český hokej nadále nesouhlasí s účastí Rusů. 

včera

včera

Fotbal, ilustrační fotografie.

Sparta s Plzní nestačily na své soupeře v Evropské lize. Jablonec překvapil

Fotbalisté Sparty neodčinili předešlé zaváhání v rámci ligové fáze Evropské ligy, když doma ztratili s norským Lilleströmem (1:1). Přestože vstup do duelu na hřišti Olympiakosu Pireus byl z pohledu Pražanů nebojácný, postupem času však jako by tato nebojácnost rázem vymizela a podobně jako ve zmiňovaném zápase s norským klubem tak nabídla soupeři prostor na rozhodující úder. Navíc o to těžší to s postupem času pro Spartu tentokrát bylo proto, že hrála pochopitelně venku v řeckém pekle. 

včera

včera

včera

Tesco

Tesco v Česku skončí, nahradí ho Albert. Firmy oznámily velký obchod

Firma Ahold Delhaize v pátek oznámila, že se dohodla na akvizici 100 % podnikání společnosti Tesco v Česku a na Slovensku. Informovala o tom v tiskové zprávě. Transakce nyní podléhá schválení ze strany regulačních orgánů. Firma vnímá akvizici jako významnou příležitost posílit pozici v regionu střední a jihovýchodní Evropy a vstoupit na slovenský trh.

včera

včera

Patrick Stewart

Zemřel legendární britský herec Patrick Stewart

Z Hollywoodu přišla ve čtvrtek večer velmi smutná zpráva. Ve věku 86 let zemřel legendární britský herec Patrick Stewart, jehož nejvíce proslavila role kapitána Picarda ve Star Treku. Stewart se v závěru života potýkal se zdravotními problémy. 

včera

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

Další zprávy