Vytvorili ho úplnou náhodou pomocou guľového frézovania.
Mletie ľadu oceľovými guľôčkami narušilo jeho kryštalickú štruktúru. Zdroj: Christoph Salzmann
Výskumníci z University College London objavili pred niekoľkými dňami nový typ ľadu, ktorý sa na vodu podobá viac než akékoľvek známe skupenstvo. Autori štúdie sa domnievajú, že objav pomôže lepšie pochopiť vodu a záhady, ktoré okolo nej pretrvávali.
Nový druh ľadu je amorfný, čo znamená, že nemá úhľadne usporiadanú štruktúru ako kryštalický ľad. Takýto ľad je podľa vedcov na Zemi skôr vzácnosťou, vyskytuje sa predovšetkým vo vesmíre.
Čo je to amorfná forma ľadu?
Ide o ľad bez kryštalickej mriežky. Dosiaľ sme rozlišovali tri typy amorfných štruktúr ľadu – jedna je ľahšia ako voda (nízkohustotná), druhá ťažšia (vysokohustotná) a tretia superťažká (ľad s veľmi vysokou hustotou).
Amorfný ľad s veľmi vysokou hustotou (VHDA) objavil v roku 1996 Osamu Mishima. Začiatkom 21. storočia na tento objav nadviazala skupina vedcov okolo popredného svetového odborníka na vodu Thomasa Loertinga z Innsbruckej univerzity, ktorí v spolupráci s kolegami z Dortmundskej technickej univerzity zistili, že superťažký amorfný ľad po špeciálnej príprave pri zhruba mínus 157 stupňoch Celzia a pri atmosférickom tlaku alebo vo vákuu prechádza z tuhého do kvapalného skupenstva a nadobúda sklenú amorfnú štruktúru.
Medzi nízko- a vysokohustotnými formami ľadu však donedávna existovala priepasť, odborníci sa domnievali, že na ich pomedzí už neexistuje žiadna iná forma ľadu. No mýlili sa.
Stredne hustý amorfný ľad (MDA) vznikol intenzívnym trasením
Stredne hustý amorfný ľad (MDA – medium-density amorphous ice) vznikol v laboratórnych podmienkach procesom, počas ktorého umiestnili do nádoby kovové guľôčky. Nádobu následne schladili na mínus 200 stupňov Celzia a začali ňou intenzívne triasť. Miesto toho, aby sa vytvorili drobné kúsky obyčajného ľadu, vznikla amorfná forma, ktorá pripomínala obyčajnú vodu, ibaže v pevnom skupenstve.
Guľové frézovanie sa používa bežne v niekoľkých priemyselných odvetviach na mletie a miešanie materiálov. Teraz použili vedci túto technológiu na pomletie ľadu.
Výskumníkov podľa vlastných slov motivovala číra zvedavosť. „Nečakali sme, že touto technikou vytvoríme nový amorfný ľad, bol to len taký nápad piatkového popoludnia. Tak dlho sme tým ľadom triasli, až sme zničili jeho kryštalickú štruktúru. Chceli sme to jednoducho vyskúšať a zistiť, čo sa stane,“ povedal fyzikálny chemik Christoph Salzman z University College London.
Štruktúra obyčajného kryštalického ľadu (vľavo) a MDA (vpravo). Zdroj: Michael Davies
Nachádza sa predovšetkým vo vesmíre
Takáto forma ľadu existuje predovšetkým vo vesmíre. Autori štúdie publikovanej v odbornom časopise Science sa domnievajú, že by mohla existovať aj vnútri ľadových mesiacov a vo vonkajšej časti slnečnej sústavy. Slapové sily plynných obrov môžu v ich vnútri vytvárať tlak podobný drveniu ľadu oceľovými guľôčkami.
Dokáže sa rekryštalizovať
Stredne hustý ľad je, zdá sa, skutočne pozoruhodný. Ak sa totiž zohrial, mohol sa rekryštalizovať, v dôsledku čoho sa z neho uvoľnilo pomerne veľké množstvo energie. Autori štúdie preto zdôrazňujú, že i voda môže byť vysokoenergetickým geofyzikálnym materiálom. Tento proces by mohol podľa vedcov vo väčšom meradle spustiť dokonca tektonickú činnosť a zemetrasenia. Ak sa takéto pohyby vo vesmíre udejú, môže za nimi teda stáť práve stredne hustý ľad.
Pozrite si
Vedci sa zároveň domnievajú, že nový objav v sebe ešte skrýva potenciál, ktorý možno odhalia ďalšími experimentmi a testovaním zvláštnych vlastností vody.
„Zatiaľ sme dokázali, že možno vytvoriť niečo ako stop-motion druh vody. To je nečakané a úžasné zistenie,“ uzatvára chemik Andrea Sella z University College London.
Zdroje: Science, PNAS, Science Alert, Science News, VEDA NA DOSAH, Tech Explorist
