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
Dosáhli jsme rámcové dohody o Grónsku, bude navždy, prohlásil Trump a zrušil cla
včera
Může americký Kongres zabránit Trumpovi v převzetí Grónska? Má k tomu hned několik nástrojů
včera
Trump prohlásil, že se dnes setká v Davosu se Zelenským. Ten tam ale vůbec není, potkat se tak mají zítra
včera
Grónsko není Island, Spojeným státům nikdy nepatřilo. Trumpův projev byl plný chyb a hoaxů
včera
Trump navrhuje, aby jeho Rada míru nahradila OSN. Jmenoval se neodvolatelným předsedou
včera
Válka na Ukrajině se USA netýká, dal najevo Trump. Nemáme s ní nic společného, co z ní USA získaly, zeptal se
včera
Chceme okamžité jednání o koupi „kusu ledu“. Odmítněte a budeme si to pamatovat, řekl Trump v Davosu
včera
Trump v Davosu: Evropa se neubírá správným směrem. Ničí ji migrace a lídři nedělají nic, aby úpadek zastavili
včera
USA dávají najevo, že jsou ochotny jednat tvrdě. Zásah v Latinské Americe ale může povzbudit Čínu a Rusko, říká Řepa
včera
Češi více investují do bezpečnosti a estetiky bydlení. Moderní vchodové dveře do domu jsou toho důkazem
včera
Evropa by měla být Trumpovi vděčná, prohlásil v Davosu Rutte
včera
Nejprestižnější skupina v historii, říká Trump o Radě míru. Kdo do ní už vstoupil?
včera
Evropská unie pozastavila schvalování klíčové obchodní dohody s USA. Británie hrozí Trumpovi odvetnými cly
včera
Doba lichocení Trumpovi definitivně skončila. Evropa musí odpovědět silou, vyzval bývalý šéf NATO
včera
Do Davosu dorazil nečekaný dopis. Stovky milionářů a miliardářů požadují vyšší zdanění superbohatých
včera
Bessent dorazil do Davosu. Seďte a čekejte na Trumpa, vmetl evropským lídrům
včera
Může Trump skutečně získat Grónsko? Cesta k akvizici je mnohem složitější, než se zdá, ve hře jsou i jiné možnosti
včera
Letadlo s Trumpem mířící do Davosu se kvůli poruše muselo vrátit
včera
Výhled počasí na příští týden. Zima se otěží nepustí
20. ledna 2026 22:02
Policie odhalila detaily případu, který se má týkat zápasníka Vémoly
Protidrogová policie se den po propuštění Karlose Vémoly z vazby na kauci rozhodla odhalit, o co přesně v ostře sledované kauze jde. Některým obviněným v případu hrozí až 18 let za mřížemi.
Zdroj: Jan Hrabě