10. 6. 2018 18:22 - Technologie
S jednoduchým mikroskopem má zkušenost snad každý ještě ze základní školy. Nejnovější rastrovací mikroskopy s atomárním rozlišením však dosahují takové přesnosti, že stále lépe zobrazují i samotné molekuly, atomy a vazby – to pak materiálové fyzice dává celou novou paletu možností. Nově se svým submolekulárním mikroskopem pochlubil i tým českých vědců z Prahy a Olomouce, za významného přispění kolegů z Číny. Podařilo se jim totiž vůbec poprvé změřit iontové hydráty sodíku.
Indukovaný pohyb iontového hydrátu směrem k hrotu mikroskopu,zdroj: Fyzikální ústav Akademie věd ČR
Hydráty sodíku možná nezní zrovna vábně, v chemii, biologii i fyzice však plní extrémně významnou roli. Ovlivňují korozi materiálů, elektrochemii i transport iontů v živých organismech. Doposud samozřejmě věda měla již nějaké poznatky o jejich struktuře a fungování, česko-čínská novinka však dovoluje zcela novou úroveň poznání.
Čím detailněji přitom povrchové vlastnosti chápeme, tím lépe je pak můžeme ovlivňovat.
Jak totiž naznačuje název, hydráty sodíku se sestávají z atomů sodíků a doposud neznámého množství molekul vody – právě jejich přesný počet však zatím zůstával neznámý. Již samotné měření hydrátů sodíků totiž přenosem energie rozbíjí vazby měřené struktury, a tak ji paradoxně rozbíjí.
V posledních deseti letech sice mikroskopová technologie začala manko hydrátů sodíku dohánět, stále jí však k úspěchu cosi chybělo. Společný výzkum čínských a českých vědců z Fyzikálního ústavu a Ústavu organické chemie a biochemie AV a Univerzity Palackého však přišel se způsobem, jak pomocí hrotové mikroskopie prolomit hranici poznání.
Čínský tým nejprve precizní chemickou manipulací vytvořil několik klastrů hydrátu sodíku o přesně známém (dopředu připraveném) počtu molekul vody, na nichž pak Češi otestovali svůj nový rastrovací mikroskop. Jeho tajemstvím je hrot z molekuly oxidu uhelnatého, který slouží jako zesílení slabého signálu pozorované struktury.
Vědci tak konečně můžou změřit nejen přesný počet molekul vody, ale i sledovat celé vnitřní uspořádání struktury.
Takto vybaveni nakonec mohli hydráty sodíku pomocí elektrického pulzu i rozhýbat a zahájit historicky první měření celé struktury. "Zjistili jsme, že nejrychleji se pohybuje iont sodíku hydratovaný třemi molekulami vody. Z toho vyplývá, že právě tento typ klastru bude hrát významnou roli pro možnost řízení transportu sodíku v biologii nebo ovlivňovat korozi," sdělil k výzkumu jeho vedoucí Pavel Jelínek.
Nová metoda zobrazení však sahá dále za iontové hydráty. Vědci byli s to rovněž změřit rozložení elektrostatické pole jednotlivých molekul. To ovlivňuje například místo, kde v molekule dochází na chemické reakce s jinými sloučeninami. I tohle zjištění může nést významný posun materiálové fyziky a chemie.
Nové zobrazovací kvality,zdroj:Fyzikální ústav Akademie věd ČR
Ilustruje to poslední významný počin Fyzikálního ústavu, který díky této nově objevené zobrazovací metodě dovedl určit chiralitu molekul až dokonce elektronegativitu jednotlivých atomů. Něco podobného bylo doposud nemyslitelné. "Tyto znalosti nyní můžeme využít k cílenému řízení chemických reakcí, například v katalýze nebo biochemii," dodal Jelínek.
Ačkoliv tak česko-čínský výzkum nelze shrnout jednoduchou deklarací "revoluce pro obor XY", v praxi bude lepší chápání hydrátů sodíku poznat v medicíně, průmyslu, výdrži materiálů i nanotechnologiích.
Informace o práci publikoval Fyzikální ústav Akademie věd.
19. 2. 2019 18:36 - Vesmír - 0
Před měsícem přistáli na odvrácené straně Měsíce, nyní plánují čínští kosmičtí architekti dosažení dalšího milníku - Čína chce být první stát světa, který ve vesmíru postaví fotovoltaickou solární elektrárnu. Stát se tak má možná již v roce 2025, alespoň tedy v pokusném režimu. Existuje však celá řada důvodů, proč lze i o vzdálenějším naplnění takové vize pochybovat. více
18. 2. 2019 18:01 - Příroda - 0
Na dnešní Zemi bychom těžko hledali dokonalejší predátory, než jsou nádherně smrtící žraloci. Proudnicově tvarované tělo, skvělý čich, schopnost vnímat elektrické signály, ostré, neustále dorůstající zuby. Není divu, že se ze žraloků s přispěním filmů jako Čelisti stali jedni z nejobávanějších dravců. A to i přesto, že se přirozené prostředí těchto paryb s tím naším takřka míjí, většina žraloků neloví kořist lidské velikosti a těm zbylým lidé nechutnají. Jak se ale tito "králové moří" vyvinuli z dřívějších rybovitých obratlovců? Odpověď na tuto otázku nedávno poodhalil výzkum amerických a britských paleobiologů. více
17. 2. 2019 18:33 - Technologie - 0
V debatách kolem automatizace práce a příchodu inteligentních stojů se občas objevuje argument, že mašiny žádný odpočinek nepotřebují. Mohou přece pracovat bez ustání 24 hodin denně, 7 dní v týdnu! Jak ale připomíná nová studie, i umělým neuronovým sítím "spánek" prospívá k daleko vyšší efektivitě. Zdá se, že období klidu by mohlo být pro vyšší inteligenci jakousi nezbytností. více
16. 2. 2019 18:23 - Vesmír - 0
Před pěti lety byla miláčkem médií – nyní však vyhlásila bankrot. Řeč je o společnosti Mars One, která od roku 2012 (více se proslavila o dva roky později) slibovala nabídnout vybraným lidem jednosměrnou letenku na Mars. Ačkoliv takový konec prakticky všichni odborníci považovali za nevyhnutelný nejpozději v roce 2015, událost opět připomíná, že i Elon Musk má podobnou vizi. "Shodou náhod" ji opět připomněl den po oznámení konce Mars One. více
poslední komentáře | vstup do diskuze (celkem 0 příspěvků)