Čeští fyzici vytvořili vodu s vlastnostmi kovu. Podobná by mohla vznikat jen v jádru obřích planet

2 minuty
Události: Výroba takzvané kovové vody
Zdroj: ČT24

Za normálních podmínek je voda nestlačitelná. V jádru těžkých planet ale existují takové podmínky a tak obří tlak, že by se tam dala voda stlačit. Měla by pak zcela unikátní vlastnosti. A právě takovou vodu nyní vytvořili laboratorně vědci z Akadmie věd.

Čistá voda prakticky nevede elektřinu, je to elektrický izolátor; aby elektřinu vést mohla, musí obsahovat například rozpuštěné soli. Vodivost takového elektrolytu je poměrně nízká, ve srovnání s kovy dokonce o několik řádů nižší.

Vědci už desítky let zkoumají, jestli je možné zařídit, aby voda byla vodivá stejně jako třeba měděný drát. Už dříve popsali, že teoreticky to možné je – mohlo by k tomu docházet například v jádrech obrovských a velmi hmotných planet, kde gigantický tlak dokáže stlačit molekuly vody k sobě do té míry, až se začnou překrývat jejich elektronové obaly.

Vyvinout takový tlak v pozemských podmínkách ale v současnosti není v lidských možnostech – proto se mělo za to, že připravit takovou „kovovou vodu“ na Zemi nebude v dohledné době možné. Mezinárodní vědecký tým vedený Pavlem Jungwirthem z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ale přišel s novou metodou, díky níž se mu podařilo kovovou vodu na několik sekund vytvořit i v pozemských podmínkách. Jejich článek teď vyšel v prestižním vědeckém časopise Nature.

V principu by mělo být možné stlačit molekuly vody k sobě tak, že by se začaly jejich elektronové obaly překrývat a vytvořily takzvaný vodivostní pás, jaký existuje v kovových materiálech. „Potřebný tlak 50 Mbar (tedy tlak asi 50milionkrát větší než na zemském povrchu) najdeme v jádrech velkých planet, v pozemských podmínkách jej však zatím dosáhnout nedokážeme,“ uvedli vědci.

Voda jako kov

Tým Pavla Jungwirtha z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR (ÚOCHB) ve spolupráci s vědci z Univerzity Jižní Kalifornie, Institutu Fritze Habera a dalších institucí ale přišel s metodou, díky které se mu podařilo potřebě vysokého tlaku při přípravě kovové vody zcela vyhnout.

Metoda navazuje na dřívější výzkum skupiny Pavla Jungwirtha zaměřený na chování alkalických kovů ve vodě a kapalném amoniaku. Inspirováni prací s roztoky alkalických kovů v kapalném amoniaku, které se při vysokých koncentracích chovají jako kov, rozhodli se vědci dosáhnout vytvoření vodivostního pásu nikoli stlačením molekul vody k sobě, ale masivním rozpouštěním elektronů uvolňovaných z alkalického kovu.

Při tom však potřebovali překonat zásadní překážku spočívající ve skutečnosti, že alkalické kovy po přidání do vody okamžitě explodují.

„Mezi oblíbené školní experimenty a témata mnoha videí na YouTube patří házení sodíku do vody. Jak je notoricky známo, po vhození kousku sodíku do vody se nevytvoří kovová voda, ale okamžitě následuje mohutná exploze ničící aparaturu,“ říká Jungwirth. „Abychom tuto intenzivní a pro laboratorní účely ne moc použitelnou chemii zkrotili, šli jsme na to z druhé strany. Nepřidávali jsme alkalický kov do vody, ale vodu na kov.“

obrázek
Zdroj: ČT24

Zlatě kovový lesk

Uvnitř vakuové komory vystavili vědci kapku slitiny sodíku a draslíku malému množství vodní páry, která začala kondenzovat na jejím povrchu. Tímto postupem se elektrony uvolňované z alkalického kovu rozpouštěly do vrstvičky vody na jejím povrchu rychleji, než probíhá chemická reakce vedoucí k explozi.

Jejich množství bylo dostatečné k překonání kritické hranice pro vytvoření vodivostního pásu, a tedy vytvoření kovového vodného roztoku, který kromě těchto elektronů obsahoval i rozpuštěné alkalické kationty a chemicky vytvořený hydroxid a vodík.

„Díky tomu se nám na několik sekund podařilo vytvořit tenkou vrstvu zlatě zbarveného kovového vodního roztoku. To nám stačilo na to, abychom ji mohli nejen spatřit na vlastní oči, ale také proměřit spektrometry,“ říká Pavel Jungwirth a dodává: „Potřebnou aparaturu jsme si přitom vyrobili více méně na koleni v malé laborce v našem pražském ústavu, kde také proběhly první experimenty. Klíčový důkaz přítomnosti kovové vody jsme pak získali pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie na synchrotronu v Berlíně.“

Studie vědců z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a jejich kolegů, publikovaná nyní v časopise Nature, dokazuje nejen to, že kovovou vodu je možné připravit i v pozemských podmínkách, ale také detailně popsal spektroskopické vlastnosti spojené s jejím nádherným zlatě kovovým leskem.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Marseillská univerzita zve vědce zasažené Trumpovými škrty. Zaujala jich desítky

Spojené státy šetří na vědě. Administrativa staronového prezidenta Donalda Trumpa škrtá pracovní místa ve federálních úřadech, současně omezuje i granty v soukromých výzkumných institucích. Velká francouzská univerzita se toho rozhodla využít k „vábení“ vědců.
před 21 hhodinami

Australan přežil sto dní s titanovým srdcem. Přelomový transplantát pomůže i dalším

Australan přečkal sto dní do transplantace s umělým titanovým srdcem, dosud nejdéle ze všech pacientů s touto technologií. Úspěch v rámci klinického testování dává lidem se srdečním selháním naději na dlouhodobější řešení jejich obtíží.
před 22 hhodinami

Nástroje na odhalování výtvorů AI nejsou bezchybné. Redakce ČT je otestovala

Nástroje na vytváření falešných videí, fotografií i textů jsou stále rozšířenější, snadněji dostupné a hlavně – jejich výstupy jsou stále realističtější. Odhalit, že jde o dílo umělé inteligence, je tedy pořád složitější. Cesty ale existují: vědecká redakce ČT24 otestovala některé nástroje, které to dokáží.
včera v 07:00

Evropou se šíří spalničky

V Evropě se v posledních letech stále víc šíří spalničky. Před nárůstem případů varovalo Evropské středisko pro prevenci a kontrolu nemocí (ECDC). Od začátku minulého roku zdravotníci v zemích EU zachytili přes 32 tisíc případů. V roce 2023 to přitom nebylo ani dva a půl tisíce. Zdaleka nejhorší situace je v Rumunsku. Za boomem vysoce nakažlivého onemocnění jsou především mezery v proočkovanosti.
13. 3. 2025

Prezident Pavel jmenoval fyzika Pánka předsedou Akademie věd

Prezident Petr Pavel ve čtvrtek dopoledne na Pražském hradě jmenoval fyzika Radomíra Pánka novým předsedou Akademie věd. V prosinci ho zvolil akademický sněm instituce. V čele končí Eva Zažímalová, která po dvou čtyřletých funkčních obdobích už nemohla kandidovat. Pánek má vést instituci do roku 2029, funkční období mu začne 25. března.
13. 3. 2025

Prvními testy prošel nový lék proti HIV. Stačí ho užívat jednou ročně

Preventivní injekce proti viru HIV s roční účinností prošla první fází testování, oznámila americká farmaceutická společnost Gilead Sciences. Nová forma preventivního přípravku by se mohla stát nejdéle působící formou ochrany proti tomuto viru, jaká je nyní k dispozici. Vir HIV způsobuje nemoc AIDS.
13. 3. 2025

Ve Španělsku našli čelist nejstaršího evropského zástupce rodu Homo

Část čelisti hominida, kterou archeologové našli v roce 2022 na severu Španělska, patří zřejmě novému druhu, nejstaršímu doloženému kosternímu ostatku v západní Evropě. Informoval o tom tým vědců vedených archeoložkou Rosou Huguetovou z univerzity v katalánské Tarragoně. Otevírá se tak nová neznámá kapitola v evoluci člověka na evropském kontinentu, napsal deník El País.
13. 3. 2025

NASA začala propouštět, v prvním kole přišlo o práci přes dvacet expertů

Vláda Donalda Trumpa začala šetřit také v americkém Národním úřadu pro letectví a vesmír (NASA). V prvním kole přišlo o práci třiadvacet expertů. V obří agentuře se takový počet může zdát jenom jako drobnost, ale podle odborníků jde teprve o začátek rozsáhlejšího procesu.
12. 3. 2025
Načítání...