Led má na svém povrchu má nepatrnou vrstvičku vody, která může za to, že se na zamrzlém rybníku dá tak báječně bruslit. Voda ale umí i věci přesně opačné. Udržet pevné skupenství tam, kde už dávno mělo dojít k tání a přeměně ledu na vodu.

Zvětšit obrázek

Alexander Wissner-Gross

Dvojice fyziků: Alexander Wissner-Grosse a Efthimios Kaxiras, se na nejstarší americké universitě (Harvard University) rok trápili s jedním počítačovým modelem. Nyní se jim podařilo dokázat, že diamant potažený atomy sodíku, uchová vodu zmrzlou až do teploty 42 stupňů Celsia. 

V ledu jsou molekuly vody organizovány do pevných struktur. To je podstata jejího ztvrdnutí. Proces tání je něco jako rozpad uspořádané stavby. Vrstvy krystalů se rozvolní, začnou se po sobě posouvat, stávají se tekutinou.

Počítačový model ukázal, že kdykoli jsou molekuly vody blízko povrchu diamantové vrstvy dopované sodíkem, stabilizují se a vytvoří krystalickou strukturu ledu.

Zvětšit obrázek

Diamantový povlak může udržet vodu zmrzlou i za teploty těla. (Kredit: Stephanie Mitchell/Harvard News Office)

Nutno dodat, že zde hovoříme o velmi tenkých vrstvách ledu. Tak tenkých, že jejich tloušťka je jen několik molekul. Za pokojové teploty se jedná o vrstvičku ledu představující tři nanometry. Za teploty našeho těla to jsou již jen pouhé dva nanometry.

Jde zatím o model, ale zřejmě bude fungovat. Nasvědčovalo by tomu nedávné zjištění nizozemských vědců. Těm se zase podařilo prokázat, že takový „pokojový“ led se dá vytvořit mezi wolframovým hrotem a povrchem tvořeným grafitem.  V případě amerického objevu se už ale nehraje jen o disputaci připomínající spor - kolik andělů se vejde na špičku jehly, nýbrž o vytváření plošného ledového povrchu, který by byl aplikovatelný na libovolně velké i nezakřivené plochy. Tedy i na přístroje a zařízení. A dokonce se už ani nejedná "jen" o pokojovou teplotu, jako v případě nizozemských pokusů, ale jde zde o teplotu vyšší, než je teplota našeho těla schváceného horečkou (42,2 stupňů Celsia). 

Efthimios Kaxiras

I když se jedná jen o nepatrně tenkou vrstvu ledu, mělo by to stačit k tomu, aby se takový povrch stal biologicky kompatibilním povrchem. Tělo nepovažuje vodu za cizí element a nedokáže proti ní válčit. Voda v pevném stavu by byla ideálním pláštěm, který by implantovaným materiálům zajistil v našem těle beztrestnost, byly by tolerovány a imunitní systém by je neodhojoval.

S pokrýváním implantátů nanostrukturovanými kompozitními diamantovými vrstvami se v medicíně  koketuje již delší dobu. Ne snad proto, že by se vědělo o jejich vlastnostech ve spojení se zmíněným  sodíkem a vazbou teplého ledu, ale proto, že diamantové povrchy mají tvrdost na rozdávání a propůjčují výrobkům vysokou odolnost. Praktické uplatnění takto upravených materiálů ale zatím vázne. Především proto, že uhladit takto upravený povrch součástky je problematické. Pokud ale počítačový model z Massachusetts nelže, může nanovrstva netajícího ledu otevřít nové obzory medicínským implantačním technologiím. Američané si věří a pro tisk se nechali slyšet, že do roka to dokáží v praxi.
Máme nejvyšší čas si začít zvykat na to, že kryobiologie už není jen záležitostí teplot pod nulou.

Pramen: Harvard University