Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na japonské Okayama University připravili nadýchané formy ledu („aeroices“). Známe řadu ledů vznikajících při vysokých tlacích (a předpokládáme jejich existenci třeba v nitru některých planet), existuje však i skupina ledů lehkých, byť ty dosud moc nikdo nezkoumal.
Masakazu Matsumoto to nyní změnili. Tvrdí, že jejich studie by mohla pomoci lépe pochopit chování vody třeba v uhlíkových nanotrubičkách a dalších nanotechnologických výtvorech, ale také v některých strukturách živých organismů.
V tuto chvíli jsou známé dvě fáze ledu, které mají nižší hustotu než ten běžný. V roce 2014 byl objeven led XVI, kdy molekuly vytvářejí klecovou strukturu (též se používá označení zeolitová struktura), v němž jsou uzavřeny další atomy nebo molekuly. V popsaném případě šlo o atomy neonu. Posléze vědci dokázali v prostředí sníženého tlaku uvězněné atomy odstranit, čímž vznikla další ultralehká forma ledu tzv. led XVII. Hustotu má asi 0,5 kg na litr. Výzkumníci v Japonsku nyní v rámci počítačových simulací prozkoumali i další možné formy ledu odvozené svou geometrií od zeolitů, ty však zřejmě nebudou stabilní a samovolně se přemění na led XVII. A číslo 17 tak prozatím představuje i počet dosud experimentálně připravených fází ledu…
Nová studie byla publikována v The Journal of Chemical Physics.
Zdroj: Phys.org
Poznámky:
Struktura ledu XVII vypadá jako šestiúhelník, kolem atomu kyslíku v rohu vždy tři atomy vodíku (jedna vazba je slabší vodíková, tj. v nákresu nejsou atomy vodíku uprostřed atomů kyslíku, ale vždy blíže k jednomu z nich).
Původní zeolitický led XVI je znázorněn jako čtyřúhelník s uvězněným atomem uprostřed. Při přeměně se atom uvnitř odstraní a struktura navíc „nafoukne“, čímž se zřejmě dále sníží hustota. Jak toho ale docílit bez toho, aby se struktura rozpadla, zdroj neupřesnňuje.
Zásadní nejasnost – původní zdroj uvádí, že modifikace ledu byla připravena za negativního tlaku. Tím se snad myslí tlak nižší než atmosferický… Nebo jde o nějaký zásadnější koncept, podobně jako jsou záporné termodynamické teploty?
Negativní tlak znamená, že led není namáhán v tlaku, ale v tahu … podobně jako když mám např. železnou tyč a snažím se ji tahem roztrhnout.
moc si to, priznam se, nedovedu predstavit, to pak neni stabilni, ne? bud s tim nehnu, nebo to roztrham. ze z toho vypudim neon a snizim hustotu na polovinu a dal to zustane pohromade, mi prijde divne…