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.

Reklama

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.

Témata:  Vědci Voda akademie věd EuroZprávy.cz nanotechnologie

Související

Poslouchání TECH+

Vědci objevili unikátní schopnost člověka. Nemají ji ani opice

Schopnost člověka rozlišovat geometrické útvary je možná něco, co ho odlišuje od ostatních primátů, kteří si nejsou schopni tento systém symbolů osvojit. Podle agentury AFP to naznačuje studie francouzských výzkumníků na poli neurovědy, kteří porovnávali geometrické vnímání u lidí a paviánů.

Ilustrační foto TECH+

Vědci srážce s asteroidem zabránit nedokázali. Jaderná bomba nefunguje, zjistila simulace

Vědci americké vesmírné agentury NASA a Evropské kosmické agentury (ESA) při počítačové simulaci hrozby srážky Země s velkou planetkou zjistili, že katastrofě by nedokázalo zabránit ani použití jaderné bomby. O simulaci informovalo centrum CNEOS, které v rámci NASA sleduje dráhy planetek a komet a zjišťuje pravděpodobnost jejich možného dopadu na Zemi.

Ze společnosti

Ve středu přibylo 1261 nakažených, je to dál méně než před týdnem!

Ve středu přibylo 1261 nakažených, je to dál méně než před týdnem!

Ve středu testy v Česku prokázaly 1261 nových případů nemoci covid-19, to je asi o 600 méně než ve stejný den minulého týdne. Očkováno bylo 81.833 lidí, bezmála o 2500 víc než minulou středu a zhruba o 1500 víc ve srovnání s úterým. Vyplývá to z údajů na webu ministerstva zdravotnictví.
Návrat středoškoláků do škol: Načasování není podle ředitelů ideální!

Návrat středoškoláků do škol: Načasování není podle ředitelů ideální!

Načasování návratu středoškoláků k prezenční výuce od 24. května není podle zástupců škol ideální, protože ve stejný den začnou maturity. Řada škol tak zřejmě místo běžné výuky zajistí pro žáky náhradní program. Obnovení prezenční výuky ale jinak zjednoduší organizaci rozvrhu, a to hlavně tam, kde se vyučující střídají v různých třídách.

Reklama

Reklama

Aktuálně se děje

před minutou

Srdjan Plavšič.

Plavšič odmítl prodloužit smlouvu a ve Spartě končí. Lhář a křívák, častují fanoušci Srba

V posledních dnech se spekulovalo o tom, kde bude hrát po sezóně srbský záložník pražské Sparty Srdjan Plavšič. Podle deníku Sport má mít namířeno do konkurenční Slavie, ovšem to srbský fotbalista odmítal jak na sociálních sítích, tak i v přímém rozhovoru s koučem Pavlem Vrbou. Ten ho však pak nepostavil v posledním ligovém zápase s Ostravou (3:1), kde se nevešel do nominace na zápas. Nyní Plavšič odmítl nabídku nové smlouvy se Spartou a je tak jisté, že po sezóně na Letné své angažmá končí. 

před 28 minutami

Ukazatel paliva

Paliva v Česku za poslední týden opět zdražila

Pohonné hmoty v Česku za poslední týden dál zdražily. Litr nejprodávanějšího benzinu Natural 95 se aktuálně u čerpacích stanic v Česku prodává v průměru za 31,88 Kč, před týdnem byl o 30 haléřů levnější. 

před hodinou

Izrael

Sirény poprvé zazněly i na severu Izraele, bombardování Pásma Gazy pokračuje

V noci na dnešek zazněly poplašné sirény varující před dopadem raket poprvé také na severu Izraele. Dosud ostřelování z Pásma Gazy, ovládaného palestinskou skupinou Hamás, dosáhlo jen do jižní a střední části Izraele, informovala AFP. Podle reportéra agentury DPA byla slyšet nejméně jedna exploze také ve městě Tel Aviv. Izraelské letectvo celou noc pokračovalo v bombardování cílů v Pásmu Gazy, zničilo také místní velitelství Hamásu, píše list The Jerusalem Post (TJP).

před 11 hodinami

Emmanuel Macron

Macronova strana stáhla podporu kandidátce, měla na plakátech šátek

Strana francouzského prezidenta Emmanuela Macrona stáhla podporu kandidátce, která se na plakát pro místní volby nechala vyfotit s šátkem na hlavě. Pokračuje tak celostátní debata o nošení muslimských šátků, která by podle agentury AP mohla sehrát významnou roli při prezidentských volbách v příštím roce.

před 11 hodinami

Situace v Gaze po izraelských náletech

Eskalující boje mezi Izraelem a Gazou už mají 60 obětí na životech

Třetí den dnes pokračovaly intenzívní boje a vzájemné ostřelování mezi státem Izrael na straně jedné a palestinskými extremistickými skupinami Hamás a Islámský džihád na straně druhé. Hamás, který ovládá Pásmo Gazy, ohlásil dosud 53 palestinských obětí, v Izraeli je jich sedm. Na obou stranách zemřely také ženy a děti, zraněno je několik set lidí. 

před 11 hodinami

Krajský soud v Ostravě

Státní zástupkyně havarovala v opilosti. Od soudu odešla s podmínkou

Okresní soud v Ostravě uložil ostravské krajské státní zástupkyni Petře Tittkové trest 12 měsíců s podmíněným odkladem na 18 měsíců za loňskou nehodu v opilosti, při níž zranila sebe a řidičku protijedoucího vozu. Rozsudek soudu za ublížení na zdraví z nedbalosti a ohrožení pod vlivem návykové látky je nepravomocný, informovala dnes Česká televize na svém webu

před 12 hodinami

před 12 hodinami

Benátky

V italských Benátkách už by neměly kotvit velké lodě

Dolní komora italského parlamentu dnes schválila vládní dekret, který zakazuje kotvení velkých lodích v Benátkách. Obří výletní lodě už by tak neměly proplouvat historickým centrem města a kotvit budou zatím v blízkém přístavu Marghera. Informovala o tom agentura ANSA.

před 13 hodinami

Izraelská armáda se chystá k útoku

Izraelská armáda je připravena na pozemní ofenzivu v Pásmu Gazy

Izrael má možnost zahájit pozemní ofenzivu v Pásmu Gazy, v tuto chvíli to ale nemá v úmyslu a provádí masivní nálety proti cílům Hamásu. Na briefingu s evropskými novináři to dnes řekl mluvčí izraelské armády Jonatan Konrikus. Případnou pozemní operaci v případě eskalace bojů a dalších izraelských ztrát na životech přitom zcela nevyloučil. 

před 14 hodinami

před 14 hodinami

Lidé se chrání před koronavirem, ilustrační foto

Protiepidemická opatření státu hodnotí jako přiměřená dvě pětiny lidí

Opatření státu proti šíření koronaviru považuje 43 procent lidí za přiměřená, podle více než třetiny jsou nedostatečná a 13 procent občanů je vnímá jako přehnaná. Z výsledků dubnového průzkumu Centra pro výzkum veřejného mínění (CVVM) vyplývá, že oproti únoru se hodnocení opatření významně nezměnilo. Zůstává ale dál výrazně horší než loni v prosinci, kdy za přiměřená označilo vládní opatření 61 procent respondentů.

před 14 hodinami

Boris Johnson, britský premiér.

Země vyzývají k snížení napěti v konfliktu mezi Izraelem a Palestinci

K rychlému snížení napětí vyzvala v souvislosti s poslední eskalací konfliktu mezi Palestinci a Izraelem řada zemí i předních světových představitelů, kladou ale důraz na různé aspekty složité situace. Právo Izraele na obranu proti raketovým útokům hnutí Hamás z Gazy zdůraznily nejen Spojené státy, ale třeba také Německo nebo Rakousko. 

před 15 hodinami

George Floyd zabitý policistou v USA

Floydovo úmrtí dle soudce provázely přitěžující okolnosti, Chauvinovi hrozí vyšší trest

Soudce z amerického státu Minnesota Peter Cahill rozhodl, že loňské úmrtí černocha George Floyda provázely přitěžující okolnosti. Bělošskému expolicistovi Dereku Chauvinovi, který byl uznán vinným z Floydovi vraždy a zabití, proto zřejmě hrozí vyšší než obvyklý trest, napsala dnes agentura AP. Dodala, že s přitěžujícími okolnostmi by mohl Chauvin dostat zřejmě maximálně 30 let vězení. Rozsudek Cahill vynese 25. června.

před 15 hodinami

Radovan Karadžič "srebrenický řezník", bývalý bosenskosrbský vůdce

Karadžić si zbytek doživotního trestu za genocidu odpyká v Británii

Bývalý bosenskosrbský předák Radovan Karadžić, odsouzený za válečné zločiny a genocidu, si odpyká zbytek svého doživotního trestu v Británii. Londýn dnes podle agentury Reuters oznámil, že souhlasí s Karadžičovým přesunem z nizozemského Haagu do věznice na britském území.

před 15 hodinami

Jana Maláčová (ČSSD), ministryně práce a sociálních věcí.

Maláčová je pro ukončení Antiviru. Při rozvolňování už ho nechce prodlužovat

Ministryně práce Jana Maláčová (ČSSD) je pro ukončení programu Antivirus, z něhož stát vyplácí příspěvky na mzdy. Při dalším rozvolňování a příznivém epidemickém vývoji v Česku by už kabinetu nechtěla navrhovat další prodlužování. Ministryně to řekla ČTK. O prodloužení rozhodovala vláda naposledy před necelým měsícem. 

Zprávy odjinud

Více zpráv odjinud

Reklama