Horký led  
Fyzikové z Harvardu ukázali, že specificky upravený diamantový povrch může udržet vodu zmrzlou i při teplotě našeho těla. S aplikací tohoto poznatku se uvažuje v oblasti medicíny.

 

Led má na svém povrchu má nepatrnou vrstvičku vody, která může za to, že se na zamrzlém rybníku dá tak báječně bruslit. Voda ale umí i věci přesně opačné. Udržet pevné skupenství tam, kde už dávno mělo dojít k tání a přeměně ledu na vodu.


 

Zvětšit obrázek
Alexander Wissner-Gross

Dvojice fyziků: Alexander Wissner-Grosse a Efthimios Kaxiras, se na nejstarší americké universitě (Harvard University) rok trápili s jedním počítačovým modelem. Nyní se jim podařilo dokázat, že diamant potažený atomy sodíku, uchová vodu zmrzlou až do teploty 42 stupňů Celsia. 

 

V ledu jsou molekuly vody organizovány do pevných struktur. To je podstata jejího ztvrdnutí. Proces tání je něco jako rozpad uspořádané stavby. Vrstvy krystalů se rozvolní, začnou se po sobě posouvat, stávají se tekutinou.

Počítačový model ukázal, že kdykoli jsou molekuly vody blízko povrchu diamantové vrstvy dopované sodíkem, stabilizují se a vytvoří krystalickou strukturu ledu.

 

Zvětšit obrázek
Diamantový povlak může udržet vodu zmrzlou i za teploty těla. (Kredit: Stephanie Mitchell/Harvard News Office)

Nutno dodat, že zde hovoříme o velmi tenkých vrstvách ledu. Tak tenkých, že jejich tloušťka je jen několik molekul. Za pokojové teploty se jedná o vrstvičku ledu představující tři nanometry. Za teploty našeho těla to jsou již jen pouhé dva nanometry.

 

Jde zatím o model, ale zřejmě bude fungovat. Nasvědčovalo by tomu nedávné zjištění nizozemských vědců. Těm se zase podařilo prokázat, že takový „pokojový“ led se dá vytvořit mezi wolframovým hrotem a povrchem tvořeným grafitem.  V případě amerického objevu se už ale nehraje jen o disputaci připomínající spor - kolik andělů se vejde na špičku jehly, nýbrž o vytváření plošného ledového povrchu, který by byl aplikovatelný na libovolně velké i nezakřivené plochy. Tedy i na přístroje a zařízení. A dokonce se už ani nejedná "jen" o pokojovou teplotu, jako v případě nizozemských pokusů, ale jde zde o teplotu vyšší, než je teplota našeho těla schváceného horečkou (42,2 stupňů Celsia). 

 

Efthimios Kaxiras

I když se jedná jen o nepatrně tenkou vrstvu ledu, mělo by to stačit k tomu, aby se takový povrch stal biologicky kompatibilním povrchem. Tělo nepovažuje vodu za cizí element a nedokáže proti ní válčit. Voda v pevném stavu by byla ideálním pláštěm, který by implantovaným materiálům zajistil v našem těle beztrestnost, byly by tolerovány a imunitní systém by je neodhojoval.

 

S pokrýváním implantátů nanostrukturovanými kompozitními diamantovými vrstvami se v medicíně  koketuje již delší dobu. Ne snad proto, že by se vědělo o jejich vlastnostech ve spojení se zmíněným  sodíkem a vazbou teplého ledu, ale proto, že diamantové povrchy mají tvrdost na rozdávání a propůjčují výrobkům vysokou odolnost. Praktické uplatnění takto upravených materiálů ale zatím vázne. Především proto, že uhladit takto upravený povrch součástky je problematické. Pokud ale počítačový model z Massachusetts nelže, může nanovrstva netajícího ledu otevřít nové obzory medicínským implantačním technologiím. Američané si věří a pro tisk se nechali slyšet, že do roka to dokáží v praxi.
Máme nejvyšší čas si začít zvykat na to, že kryobiologie už není jen záležitostí teplot pod nulou.

 

Pramen: Harvard University

Datum: 02.10.2007 04:16
Tisk článku

Související články:

Je za spontánními mutacemi DNA kvantová mechanika?     Autor: Stanislav Mihulka (09.05.2022)
Kvantoví mechanici poprvé kontrolovaně vystavěli kvantové doménové stěny     Autor: Stanislav Mihulka (20.02.2022)
Co opravdu říká supernova SN1987A k rychlosti světla     Autor: Vladimír Wagner (05.07.2014)
Přelomové pozorování magnetických monopólů ve kvantovém oblaku     Autor: Stanislav Mihulka (30.01.2014)
Kočka Šklíba novým kvantovým paradoxem     Autor: Stanislav Mihulka (28.11.2013)



Diskuze:

Praxe

Petr Sabik,2011-11-28 13:23:36

Nekolik let uplynulo a o nanovrstve ledu v souvislosti s implantaty ponekud mrtvo jest.

Odpovědět

wolfram

Jan Havlík,2007-10-02 19:26:10

Skutečně zajímavý článek. V nanosvětě kolikrát platí věci že člověk žasne. S tím sodíkem bych tomu skoro věřil. Spíš se mi zdá divné, že v tenoučké nasorbované vrstvičce vody jsme schopni mluvit o něčem jako struktura ledu.

Odpovědět

no fuj

sti,2007-10-02 18:58:47

to jsi tak duševně ubohý?

Odpovědět

Voda na ledu

Honza Urban,2007-10-02 16:15:56

Led nemá na sobě vrstvičku vody. Bruslit se dá k vůli tomu, že břit brusle stlačí led a ten se pod tímto tlakem rozehřeje a jen tady vzniká ta vrstvička vody.

Odpovědět


Voda na ledu

Lukas,2007-10-02 17:34:02

To je starsi, vyvracena teorie.
Led na sobe vrstvicku vody ma. Je kluzky i bez pouziti brusle. Cim nizsi teplota, tim tenci vrstva. Dale byly provadeny pokusy napr. s olovem, ktere se pokousely najit obecny mechanismus - a skutecne, tesne pod bodem tani je na povrchu olova tenka tekuta vrstva.

Odpovědět


Při známým pokusu s regelací ledu...

ZEPHIR,2007-10-03 03:10:17

...kostkou ledu projede zatížená smyčka ocelovýho drátu, ale ne lněná nit, i když je povrchovej tlak přibližně stejnej. Příčinou je pomalý obtejkání vrstvičky vody kolem nerovnýho povrchu nitě.

Že za klouzavostí ledu nemůže povrchovej tlak je ostatně dobře vidět z toho, že po ledu klouže i malá ocelová jehla, kde je měrnej tlak docela nepatrnej. Led přestává klouzat teprve při teplotě asi -54 C, kdy povrchová vrstva vody úplně vymizí.

Odpovědět

gross

Andrej,2007-10-02 15:07:18

ten americky gross vyzera uplne ako cesky gross

Odpovědět


no fuj .....

pep,2007-10-02 16:00:19

mozna je tam jist podobnost, ale ten americky Gross vypada symapaticky narozdil od toho naseho - grazloviteho.

Odpovědět

Diamant potažený atomy sodíku

ZEPHIR,2007-10-02 12:38:41

nejspíš ve styku s vodou o ten sodík přijde, protože z něj vytrhá elektrony (jak si asi dokáže představit každej, kdo viděl sodík tančit a hořet na hladině vody). To co hezky funguje v kvantovejch výpočtech prostě nefunguje v reálu, kde nejde zanedbat další efekty. V případě toho volframovýho hrotu molekuly vody rovná elektrický napětí. Tyhle jevy se projevujou i makroskopicky (viz např. zde http://www.iop.org/EJ/abstract/0022-3727/40/19/052/), jsou ale dokonale vratný a vymizení napětí se ztrácej.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz