Wasser: Dichte beeinflusst Temperaturverhalten

Wassertropfen: molekulare Grundlagen wichtig.

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Das lebenswichtige Element Wasser besteht aus zwei verschiedenen Flüssigkeiten, die unterschiedliche strukturelle und thermodynamische Fähigkeiten aufweisen. Interessant sind hierbei die elektrischen Spannungen der Sauerstoff- und Wasserstoffatome. Sie bewirken, dass das Wassermolekül eine Polarität aufweist, die andere Moleküle anzieht und von anderen Molekülen angezogen wird, so Mitarbeiter des Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, Elettronica e Telecommunicazioni der Università La Sapienza.

Zwei Flüssigkeiten

"Unser Rechenmodell beruht auf der Annahme, dass Wasser aus zwei voneinander untrennbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte besteht", verdeutlicht Projektleiter Fabrizio Frezza. Die Interaktion zwischen Molekülen mit niedriger und denen mit hoher Dichte müsse als Grundlage für die Wasserstoffbindung verstanden werden.

"Anhand von spektroskopischen Messungen haben wir festgestellt, dass sich die beiden Flüssigkeiten in Abhängigkeit von der Temperatur des Wassers und den im Wasser gelösten Substanzen verändern", so Frezza. Vor allem durch Messungen im Tera-Hertz-Bereich konnten hochpräzise Daten gewonnen werden, die eine Optimierung der Versuchsanordung und des Messverfahrens erlaubten.

Zweipoliges Verhalten

Dieses Vorgehen hat zum ersten Mal, so die Forscher, eine anaytische Berechnung des zweipoligen Verhaltens von Wasser und die Entwicklung neuer Materialien ermöglicht. Damit öffnen sich neue Wege auf Wissenschaftsgebieten der Biologie, wie beispielsweise die funktionale Beeinflussung von Proteinen durch ihre dreidimensionale Struktur.

Die Untersuchung ist in enger Zusammenarbeit mit der italienischen Forschungsstelle für alternative Energien Enea und dem Istituto dei Sistemi Complessi durchgeführt worden. Einzelheiten sind in der Fachzeitschrift "Physics Letters A" nachzulesen.

Quelle: www.pressetext.com/Harald Jung