EURO 2020

Česko 0:1 Anglie

Čeští vědci jsou na obálce prestižního časopisu Science. Přidávali sodík do kapalného amoniaku

Když dáte sodík do vody, vybuchne. To si možná pamatujete ještě ze školních pokusů. Tým Pavla Jungwirtha z Ústavu organické chemie a biochemie tento jev dlouhodobě studuje. A teď se se svou prací dostali dokonce na titulní stranu prestižního vědeckého časopisu Science. Sodík totiž přidávali do kapalného amoniaku, ve kterém nereaguje tak explozivně. Místo toho roztok zbarví do odstínu mědi.

Fotogalerie Praha Sdílet na Facebooku Sdílet na Twitteru Sdílet na LinkedIn Tisknout Kopírovat url adresu Zkrácená adresa Zavřít

Co přesně se děje, když sodík reaguje s vodou a zjednodušeně řečeno vybuchuje, začal Pavel Jungwirth studovat před pěti lety. Jenže zachytit tento proces kamerou je téměř nemožné a navíc při takovém pokusu nejde ve vodě rozpustit dostatek sodíku, aby bylo možné jev pořádně zkoumat. Proto Jungwirth hledal látku, ve které by sodík nevybuchoval – a tou je tekutý amoniak.

Přehrát

00:00 / 00:00

Čeští vědci jsou na obálce prestižního časopisu Science. Přidávali sodík do kapalného amoniaku. Téma pro Vojtěcha Kovala

„Z roztoku, když se postupně rozpouští na alkalický kov, a ono je to vidět pouhým okem – je to krásný modrý roztok, tak najednou, když budete přidávat víc a víc, tak z toho modrého roztoku se to stane takové bronzové, kovové,“ popisuje pro Radiožurnál se zjevným nadšením Jungwirth.

Tuto změnu barvy zachycuje i obálka časopisu Science – na bílém pozadí je vyobrazený proud modrého roztoku amoniaku, který postupně přichází do bronzové nebo měděné barvy.

„Když se na tu obálku podíváme, tak ona je opravdu pěkná. A možná to demonstruje, že věda je nejen užitečná, ale také pěkná,“ hodnotí Jungwirth.

Tým Pavla Jungwirtha zkoumal tento proces pomocí fotoelektronové spektroskopie. „Posvítí se rentgenovým paprskem, vyrazí se elektron a změří se energie toho elektronu. To vypadá jednoduše. Problém je, že to lze dělat jen ve vakuu, protože elektrony neprojdou plynem,“ vysvětluje. Jenže amoniak je těkavá kapalina a s tou se ve vakuu špatně pracuje – vědci ji proto do vakua vstřikovali pomocí mikrotrysek.

Pavel Jungwirth s obálkou časopisu Science | Foto: Vojtěch Koval | Zdroj: Český rozhlas

„Jsou to velmi malé trysky, tenčí než lidský vlas, takže materiálu je tam strašně málo, a poté se to dá změřit. Vypadá to jednoduše, ale vymazlit to tak, aby se vám ta tryska neucpala, to nebyla žádná legrace,“ poznamenává vědec.

A co přesně se tedy při přidání sodíku do amoniaku děje? „Kovy se vyznačují tím, že tam jsou volné elektrony, které se mohou pohybovat. Jako v drátu, který máme v zásuvce. A tady nám vzniká takový drát tím, že elektrony, které se uvolňují z alkalického kovu a rozpouští se v amoniaku, tak je jich tam tolik, že se začnou spojovat. Jako by se spojovaly do takového drátu. Říká se tomu perkolace, vlastně propojování elektronů. Je to kvantový jev, kdy z něčeho, co nebyl kov, vznikne kov.“

Kovová voda jako zlatý grál

Z roztoku se tedy stává kovový tekutý amoniak. A ten vědce zajímá, protože to je pomyslný mezikrok ke kovové vodě.

„Kovová voda je náš zlatý grál. To bychom jednou chtěli udělat,“ vysvětluje Jungwirth. „Je to krásný, takový testovací systém pro to, abychom se naučili, co to vlastně znamená, že je něco kov, a jak ten kov vzniká.“

Čeští vědci představili nový oxygenerátor. Pomáhá s dýchacími potížemi a čistí vzduch od virů a bakterií

Číst článek

O kovovém kapalném amoniaku se už dříve uvažovalo jako o možném materiálu pro takzvané supervodiče – tedy materiály, které můžou vést elektrický proud a nemají žádný odpor. Že to je slepá ulička, se podle Jungwirtha ukázalo už před 50 lety. Jeho současná zjištění o tom, jak se z kapaliny může stát kov, ale podle něj přesto můžou být v budoucnu velmi důležitá.

„Že by nám někdy v zásuvce tekl kapalný amoniak, to si nemyslím, že by bylo praktické. Ale to, co se tam naučíme, můžeme použít pro systémy, které praktické budou,“ vysvětluje Jungwirth.

„Možná ten nejzajímavější výsledek naší práce je, že jsme ukázali, že ten přechod není prudký. Není to, jako když taje led, že je tam přesná hrana. Je to takový pozvolný perkolační přechod, makroskopicky se propojují ty jednotlivé elektrony a vzniká tam to kovové vedení,“ uzavírá.

Na výzkumu Jungwirthův tým spolupracoval s vědci z jihokalifornské univerzity. Experimenty prováděli na synchrotronu v německém Berlíně.

Vojtěch Koval Sdílet na Facebooku Sdílet na Twitteru Sdílet na LinkedIn Tisknout Kopírovat url adresu Zkrácená adresa Zavřít

Nejčtenější

Nejnovější články

Aktuální témata

Doporučujeme