Prepíšeme učebnice chémie. Vedci po 150 rokoch vyriešili záhadu kovu, ktorý sa ti roztopí v ruke
Predstav si, že držíš v ruke lyžičku z kovu, ktorá sa ti po ponorení do horúceho čaju doslova vyparí pred očami a zmení sa na tekuté striebro. Gálium je presne týmto typom excentrického prvku. Od svojho objavu v roku 1875 francúzskym chemikom Paulom Émileom Lecoqom de Boisbaudranom fascinuje vedcov po celom svete. Dnes je neodmysliteľnou súčasťou polovodičov, LED diód, solárnych panelov a špičkovej elektroniky, bez ktorej by moderný svet nefungoval.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneHoci ho poznáme už poldruha storočia, jeho správanie na atómovej úrovni zostávalo záhadou. Gálium je totiž mimoriadne podivný kov. Na rozdiel od väčšiny ostatných kovov sa jeho atómy prirodzene spájajú do dvojíc, takzvaných dimérov. Navyše vykazuje kovalentné väzby – jav, kedy atómy zdieľajú elektróny, čo je vlastnosť typická skôr pre nekovy. Doteraz vedci žili v presvedčení, že tieto väzby po roztavení kovu definitívne zanikajú a už sa neobnovia.
Všetko je však inak, čo vyplynulo z najnovších zistení tímu vedcov z University of Auckland. Výskumníci odhalili skryté správanie gália, ktoré úplne popiera doterajšie učebnicové teórie. Zistili totiž, že zatiaľ čo sa kovalentné väzby pri dosiahnutí bodu topenia skutočne rozpadnú, pri opätovnom zahriatí tekutého kovu na ešte vyššie teploty sa tieto záhadné väzby nečakane vrátia späť na scénu.
Prepisovanie 150-ročných učebníc chémie
Tento nečakaný návrat atómových väzieb vyriešil záhadu, ktorá vedcom nedala spať desiatky rokov. Ponúka totiž nové vysvetlenie, prečo má gálium tak extrémne nízky bod topenia (necelých 30 stupňov Celzia). Keď sa pevné gálium začne roztápať, jeho kovalentné väzby sa rozpadnú. Tento proces prudko zvýši entropiu, teda mieru neusporiadanosti systému. Atómy sa náhle oslobodia, čo uľahčí prechod do tekutého stavu.
Podobne, ako keď astronómovia nedávno zistili, že naša galaxia je oveľa väčšia, než sme si doteraz mysleli, aj v chémii narážame na momenty, kedy musíme prehodnotiť základné dogmy. Profesorka Nicola Gaston z University of Auckland upozorňuje, že tri desaťročia vedeckej literatúry o štruktúre tekutého gália vychádzali zo základného predpokladu, ktorý sa teraz ukázal ako nesprávny. Prelom nastal vďaka dôkladnému preskúmaniu dát z meraní pri rôznych teplotách, čo vedcom umožnilo spojiť roztrúsené kúsky skladačky do jedného koherentného obrazu.
Revolúcia pre nanotechnológie a samočinné štruktúry
Prečo by ťa to však malo zaujímať mimo akademickej sféry? Pochopenie toho, ako gálium reaguje na zmeny teplôt, otvára obrovské možnosti v nanotechnológiách. Keďže dokáže manipulovať s hmotou na extrémne malej úrovni, vedci ho môžu použiť na vytváranie úplne nových materiálov so špecifickými vlastnosťami.
Gálium má navyše unikátnu schopnosť rozpúšťať iné kovy. Vďaka tomu slúži ako skvelý katalyzátor pre tekuté kovy a pomáha vytvárať takzvané samoorganizujúce sa štruktúry. Predstav si neusporiadané materiály, ktoré sa pôsobením gália samovoľne usporiadajú do dokonale štruktúrovaných foriem. Výskumníci už v minulosti dokázali pomocou tekutého gália kryštalizovať zinok do zložitých tvarov pripomínajúcich snehové vločky.
Stopy života na Marse
Využitie tohto zvláštneho kovu však nekončí len pri smartfónoch a čipoch. Vedci v súčasnosti skúmajú, či by nám gálium nemohlo pomôcť odhaliť stopy starovekého života na Marse. Výskumníci z Centra pre fundamentálny výskum Te Ao Mārama totiž analyzujú, či tento kov dokáže zakonzervovať stopy po dávnej mikrobiálnej aktivite vo forme chemického „odtlačku prsta“. Ak by sa to potvrdilo, gálium by sa mohlo stať kľúčovým nástrojom budúcich marťanských misií.
Hoci gálium predpovedal už Dmitrij Mendelejev v roku 1871 pri zostavovaní svojej prvej periodickej tabuľky, až moderná veda naplno odkrýva jeho skutočný potenciál. Od hračky, ktorá sa ti roztopí v čaji, sme sa posunuli k prvku, ktorý môže formovať budúcnosť vesmírneho výskumu a kvantových počítačov.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vedci spochybnili jednu z najznámejších teórií o vzniku života. Rozhodlo 100 000 simulácií

V areáli, kde vyrábali materiál pre jadrové bomby, vypukol požiar. Hlásia možný únik radiácie

Ľudstvo dostane nevyčerpateľný zdroj energie. Iba časť z neho nám dá elektrinu na milióny rokov

Vedci sú na stope jednej z najväčších záhad Slnka. V laboratóriu dosiahli teplotu 820 000 °C

Slovensko čaká historická šanca, aká tu nebola od roku 1999. Do vesmíru sa dostane prvá Slovenka
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUMNa najlacnejší pohreb nestačí ani 1 000 eur. „Zosnulým nedávame topánky, mohli by za nami chodiť“ (ROZHOVOR)
PREMIUMSlovák Michal Valko pracoval s Zuckerbergom: Pozná expertov so 100-miliónovými odmenami, život mu organizuje AI

Známa banka mení od 1. novembra názov: Zmena sa dotkne 1,4 milióna Slovákov

Slováci môžu na daniach ušetriť až 2 170 eur: Jozef Mihál ukázal, ako získať peniaze späť
PREMIUMHypotéky 2027: Splátka môže narásť až o 2 000 eur. Odborník radí 5 krokov, ako sa pripraviť
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- BYD prerástlo Toyotu, Ford, GM aj Teslu dohromady. Ich automobilové impérium prepísalo históriu
- Potvrdené. Votrelec dostane nový film, na palube je aj Ridley Scott. Diváci však chcú niečo iné
- Fantasy hit sa vracia vo veľkom. Nová séria sľubuje vojnu a zásadný zlom
- Číňania sa blížia k svätému grálu elektromobility. Nové batérie majú byť takmer 2-krát výkonnejšie
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
-
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
- Pokutu môžeš dostať, aj keď si nešoféroval. Nový zákon sprísnil zodpovednosť všetkým vodičom
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
-
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Nepočuli motor ani žiadny zvuk. Čierny trojuholník s rýchlosťou 2 900 km/h zaskočil celý svet
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUMNa najlacnejší pohreb nestačí ani 1 000 eur. „Zosnulým nedávame topánky, mohli by za nami chodiť“ (ROZHOVOR)
PREMIUMSlovák Michal Valko pracoval s Zuckerbergom: Pozná expertov so 100-miliónovými odmenami, život mu organizuje AI

Známa banka mení od 1. novembra názov: Zmena sa dotkne 1,4 milióna Slovákov

Slováci môžu na daniach ušetriť až 2 170 eur: Jozef Mihál ukázal, ako získať peniaze späť
PREMIUM
