Exotické čtyřstranné krystaly. Vědci identifikovali novou formu ledu

 Věda a Výzkum 
12. března 2021 17:56 / Mirka Malá
  4   0
📷
2 fotografie v galerii
Ledových struktur je více, než jsme si dosud mysleli Pixabay
Exotické čtyřstranné krystaly této vzácné ledové odrůdy, nyní přezdívané led XIX, se tvoří při extrémně nízkých teplotách a ultravysokém tlaku.

Tato nová forma ledu sice existuje pouze v laboratorních experimentech, ale vědci tvrdí, že odhaluje více o jiných formách ledu, které lze nalézt hluboko v zemském plášti a na velmi chladných planetách.

"Abychom pojmenovali novou formu ledu, je třeba přesně objasnit jeho krystalovou strukturu,“ uvedl vedoucí výzkumný pracovník Thomas Loerting, profesor fyzikální chemie na univerzitě v rakouském Innsbrucku. "To znamená, že je třeba zjistit, kde jsou všechny atomy v této struktuře umístěny a jaká je symetrie krystalové struktury," řekl Loerting. "Pouze pokud známe vše, můžeme pojmenovat náš led, tedy led XIX jako nově objevenou ledovou fázi.“

Nový led

Téměř každý je obeznámen s krásnou šestistrannou rozmanitostí sněhových vloček, která odráží hexagonální uspořádání atomů kyslíku v krystalech vodního ledu, které je tvoří.

Ale pravidelné šestiboké krystaly ledu jsou ve skutečnosti jen jednou z mnoha forem, které jsou známé jako polymorfy. A donedávna bylo formálně identifikováno 18 různých polymorfů vodního ledu, ačkoli na Zemi je běžný pouze šestistranný led. I když se led může zdát jednoduchý, je to složitá věc.

Například pouze atomy kyslíku v molekulách vody šestibokých ledových krystalů tvoří hexagonální tvar, zatímco jejich atomy vodíku jsou náhodně orientovány kolem nich.  Jednou z vlastností takových neuspořádaných ledů je, že se mohou deformovat pod tlakem. "To je například důvod, proč ledovce tají,“ řekl Loerting.

Naproti tomu atomy vodíku v několika dalších polymorfech ledu mají také své vlastní krystalové vzorce a ve výsledku se jim říká "vodíkově uspořádané“ nebo "H uspořádání“. Na rozdíl od neuspořádaných ledů jsou ledy s uspořádáním H velmi křehké a rozbíjí se, místo aby se deformovaly.

V těchto souvislostech je nově identifikovanou 19. formou ledu led uspořádaný ve tvaru H, respektive je to H-uspořádaná forma neuspořádaného ledu, který má náhodný vzorec atomů vodíku. Liší se však polohou atomů vodíku. Je to poprvé, co byl objeven takový vztah mezi polymorfy ledu, a mohl by budoucím experimentům umožnit studovat přechody mezi jednotlivými formami.

Krystalická struktura

Loerting vysvětluje, že struktura vodního ledu je klíčem k povaze vodíkové vazby, která je nedokonale pochopena. Je také důležité pochopit nebeská tělesa, jako jsou ledové planety Uran a Neptun a ledové měsíce Jupitera (včetně Europy, Io a Ganymedu), kde se nacházejí i jiné ledové polymorfy.

"Astrofyzika má velký zájem znát hustotu a vlastnosti ledových fází, porozumět chování ledových plášťů nebo ledových jader těchto nebeských těles,“ řekl.

A stále existuje mnohem více polymorfů ledu. Po objevu ledu XIX Loerting doufá, že jeho tým objeví i další. "Závod o led XX začal včera a já doufám, že ho zveřejní moje výzkumná skupina,“ řekl. Dále čtěte: Vědci už vyřešili dlouholetou záhadu chybějícího ledu na Zemi.

Reklama

Mohlo by vás zajímat

Celebrity

Brad Pitt vyrábí luxusní šampaňské. Plány mu může překazit jedině Angelina Jolie

Styl

Jak na dlouhé a husté řasy bez návštěvy kosmetičky. Stačí vám správná výživa

Dům a zahrada

Strašidelné pokojovky zkrášlí byt nejen během Halloweenu. Ozdobí váš interiér po celý rok

Zavřít reklamu