Většina z nás zná jen „obyčejný“ led, který nám v horkých letních měsících pomáhá ochlazovat naše oblíbené nápoje a v zimě komplikuje život. Ve skutečnosti ale existuje cca 20 fází ledu – a japonští vědci nyní objevili zcela novou třídu. Tzv. aeroledy se mohou chlubit rekordně nízkou hustotou.
Aeroledy vznikají krystalizací za extrémně negativního tlaku, což je samo o sobě zajímavé. Ve většině předchozích výzkumů se totiž postupovalo přesně obráceně – na molekuly vody byl aplikován obrovský tlak, v důsledku čehož se zrodily různé typy ultrahustého ledu. Pouze dvakrát tomu bylo jinak a finální produkt měl nižší hustotu než normální led: v roce 2014 (led XVI, jehož molekuly tvoří zeolitovou strukturu) a v roce 2016 (led XVII).
„Naše práce, která jako první postihuje celou oblast negativního tlaku, představuje významný odrazový můstek pro výzkum tohoto rozsáhlého a složitého území na fázovém diagramu,“ uvedl vedoucí badatel Masakazu Matsumoto.
Zeolitický led ITT (vlevo) a aeroice 4xFAU (vpravo). Foto: Masakazu Matsumoto
Tým z molekulární struktury oxidu křemičitého odstranil dva atomy kyslíku, u všech molekul nahradil jeden atom křemíku jedním atomem kyslíku a nakonec přidal atomy vodíku.
Tímto postupem vznikla ledová fáze s hustotou odpovídající zhruba polovině hustoty kapalné vody (~0.5 g/cm3), která je však mnohem stabilnější než jakýkoliv dosud zkoumaný zeolitický led.
Výše uvedenou hustotu je podle výsledků simulací navíc možné ještě snížit – a to vložením polyhedrálních stavebních bloků (konstrukce se šesti nebo více úrovněmi) do zeolitických rámů. Tyto bloky strukturu rozštěpí a současně zajistí, že výsledek bude stále možné považovat za „led“.
Zdroj: Phys.org
