Domů     Objevy
Vědci z ÚOCHB předpovídají nový fyzikální jev. Díky pokročilému molekulárnímu modelování
Jan Zelenka 22.5.2025
Prof. Pavel Jungwirth, vedoucí skupiny Molekulové modelování v ÚOCHB

Výzkumný tým vedený prof. Pavlem Jungwirthem z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR zjistil, že během procesu, kdy se kapalina mění z nekovu na vodivý kov, vzniká ještě jeden, zatím nepopsaný jev.

Jedná se o fázi, kdy se systém spontánně velmi rychle přepíná mezi kovem a nekovem, aniž by vydržel v jednom z těchto stavů delší čas. .

Prof. Pavel Jungwirth, vedoucí vědecké skupiny Molekulové modelování, ÚOCHB, a Marco Vítek, doktorand v téže skupině (Foto: Tomáš Belloň/ÚOCHB)

Úplně novou teorii podpírají pokročilé výpočty molekulárního modelování. Studie vznikla ve spolupráci s Oxfordskou univerzitou, Matematicko-fyzikální fakultou UK a Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR a zaujala významný vědecký časopis Nature Communications.

Všehoschopné kovy

Pavel Jungwirth a jeho kolegové se věnují přechodu látek z nekovového do kovového stavu systematicky a řadu let. Vycházejí přitom z předpokladu, že mezi kovy nepatří jen materiály s pevným skupenstvím, ale také některé kapaliny.

Jejich model, kdy přidávali alkalický kov, lithium, sodík nebo draslík, do kapalného amoniaku, až se z modrého elektrolytu stal zlatý kovový roztok, zaujal před pěti lety další metu vědeckého světa, časopis Science.

Z alkalického kovu se uvolňují elektrony a čím víc jich v roztoku je, tím víc se propojují, až vznikne tzv. vodivostní pás, tedy kov. Vědci z ÚOCHB vyvinuli metodiku, díky níž dokázali přerod nekovu v kov v kapalině nejen spočítat, ale také experimentálně ověřit na synchrotronovém urychlovači částic metodou fotoelektronové spektroskopie.

Tento objev jim nyní umožnil, aby pomocí pokročilých výpočtů molekulové dynamiky přišli s novou hypotézou, a sice že neexistuje pouze nekov, nebo kov, ale také fáze, v níž se systém velmi rychle, během desítek femtosekund, přepíná mezi oběma stavy.

„Zatím nikomu nedošlo, že se systém může převracet mezi kovem a nekovem na velmi rychlé časové škále. Tímhle způsobem zatím nikdo nepřemýšlel. Jedná se o nový fyzikální jev a my věříme, že naše (teoretické) závěry jsou dostatečně přesné,“ upozorňuje prof. Jungwirth.

Přechod mezi modrým elektrolytem a zlatým kovem v roztocích lithia v kapalném amoniaku. Počítačové simulace předpovídají, že při určitých koncentracích se systém velmi rychle sám přepíná tam a zpět mezi elektrolytem s nízkou vodivostí (modře) a kovem s vysokou vodivostí (zlatě).

Kde to ověřit?

Nyní se vědci snaží dokázat správnost svých výpočtů pomocí experimentu. Hledají pracoviště, které zvládne velmi rychlé přepínání mezi nekovem a kovem změřit.

„Nebude to jednoduché, protože přepínání se děje velmi rychle, v řádech miliontin miliontiny vteřiny, nebo v ještě kratší době. Musíme se ptát, jak tento neobvyklý proces během pokusu pozorovat. Využít se pokusíme ultrarychlé lasery, jimiž disponují i některé laboratoře u nás v ústavu,“ vysvětluje první autor studie doktorand Marco Vitek.

Jestli se Jungwirthově týmu a jejich spolupracovníkům podaří výpočty experimentálně potvrdit, obohatí jejich zjištění vědu na pomezí fyziky a chemie o znalost nového fyzikálního jevu, který v učebnicích zatím chybí.

Foto: Foto: Tomáš Belloň/ÚOCHB
Zdroje informací: https://www.uochb.cz/cs/novinky/706/vedci-z-uochb-predpovidaji-novy-fyzikalni-jev-diky-pokrocilemu-molekularnimu-modelovani
Související články
Žádná novinka to vlastně není, určité druhy hmyzu se k léčení používaly už ve starověku a tato zkušenost se leckde uchovala dodnes v lidové tradici. Jenže medicína si musela pár století počkat na vývoj metod schopných potvrdit nebo vyvrátit tradované účinky. Výsledky jsou zajímavé…   Stalo se za I. světové války: S americkými jednotkami se v roce 1917 […]
Objevy Technika 2.7.2025
Školní jaderný reaktor VR-1 na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze, známý jako „Vrabec“, v prosinci oslaví 35 let od svého spuštění. A protože takové výročí si zaslouží něco speciálního, otevře fakulta 8. října 2025 reaktor pro širokou veřejnost! Běžně se do reaktorové haly jen tak někdo nedostane – slouží hlavně studentům a […]
Objevy Příroda 30.6.2025
Vypadají jako medúzy, ale jsou úplně něco jiného. Jsou nejstarším známým pokusem o vývoj živočichů na naší planetě. Slovo primitivní se na ně ale nějak nehodí. Mají tak podivuhodné schopnosti, že by jim mohli závidět nejen mnohem pokročilejší živočichové, ale i autoři sci-fi. Jsou to pouhé dva roky, kdy věda definitivně potvrdila, co jsou žebernatky […]
V lidském těle probíhá řada procesů, které zajišťují jeho správné fungování. Českým vědcům se podařilo zjistit, že rakovinné buňky umí jeden z těchto procesů zneužít ve svůj prospěch, což jim umožňuje snadněji se v těle šířit. Dobrou zprávou je, že by tento objev mohl přispět k vývoji nových postupů protirakovinné léčby. Pro fungování lidského těla […]
Objevy Vesmír 25.6.2025
Na observatoři vysoko v chilských Andách odstartoval desetiletý projekt, který promění naše vnímání vesmíru. Nový teleskop s největší digitální kamerou na světě zveřejnil první snímky a ukázal, co všechno nás čeká. Na vrcholu Cerro Pachón v Chile se 23. června 2025 otevřely dveře do nového věku astronomie. Dalekohled Vera C. Rubinové za 810 milionů dolarů, vybavený […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz