Sciencemag.cz
Doporučujeme
Superionická fáze vody představuje podivný stav za vysokých teplot a tlaků, něco mezi kapalinou a pevnou látkou. Atomy kyslíku zde jsou v krystalové mřížce umístěny napevno, protony (vodík) víceméně volně tečou, jedná se tedy o velmi silnou kyselinu. Respektive – mělo by se jednat, protože jde spíše o výsledky simulací a v laboratoři superionickou vodu dosud nikdo nepřipravil. Předpokládáme ale, že by se mohla vyskytovat v nitru obřích planet, hlavně Uranu a Neptunu.
Viz také: Pořádně kyselý superionický led
Vědci z Nanjing University a University of Cambridge nyní přidávají ještě větší podivnost. Za obřích tlaků by mohly existovat i superionické sloučeniny vody a helia (jakési komplexy helia s vodou existují i za běžných podmínek, ale spíše je pokládáme za hydráty než za regulérní sloučeniny). Má jít dokonce hned o dva různé superionické stavy označené SI-I a SI-II. Helium se za vysokých tlaků stává reaktivnější. Hypotetické fázové diagramy uvádějí existenci obou sloučenin při teplotách kolem 1000-2500 K a tlacích 30-120 GPa. Superionické stavy se mohou liší podle toho, zda mezi atomy kyslíku volně teče pouze helium, jako v SI-I (poznámka: což ale naznačuje zase spíše hydrát bez pevného stechiometrického poměru? Jinde se ovšem uvádí vzorec He2H2O a píše o vazbě He-O, i když se uvádí, že je slabší než vazba mezi vodíkem a kyslíkem) nebo i vodík, jako v případě SI-II. Helium prý ve srovnání s čistou vodou podstatně snižuje tlak potřebný ke vzniku superionického stavu. Příslušné fázové diagramy jsou ovšem opět pouze simulace.
Zdroj: Phys.org a další
Cong Liu et al. Multiple superionic states in helium–water compounds, Nature Physics (2019). DOI: 10.1038/s41567-019-0568-7: https://www.nature.com/articles/s41567-019-0568-7
