Exotické čtyřstranné krystaly. Vědci identifikovali novou formu ledu

Ledových struktur je více, než jsme si dosud mysleli
📷
Další 1 fotografie v galerii
 Věda a Výzkum 
12. března 2021 17:56 / Pixabay
  4   0
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.

Mirka Malá | inStory.cz
Komentáře
Reklama

Mohlo by vás zajímat

tech

Je to tank, který plave jako loď, nebo člun, který střílí jako tank? Indonésie staví tankový člun

Dům a zahrada

Jak pěstovat krásné fuchsie. Zvládnou to i méně zkušení pěstitelé

Cestování

Je čas na změnu. Navštivte ostrovní perly Chorvatska

Zavřít reklamu