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Wo Luft beginnt und Wasser endet: Bei den obersten Molekülen des Wassers ragt je ein Wasserstoffatom "gasförmig" heraus.
London/Wien - Egal ob es gerade geregnet hat oder nicht: Auf einem Gutteil der Oberfläche unseres Planeten trifft Wasser auf Luft. Wie diese allgegenwärtige Grenzschicht auf molekularer Ebene beschaffen ist, darüber gibt es allerdings ziemlich wenig sicheres Wissen - was umso erstaunlicher ist, da in dieser Schicht viele chemische Reaktionen stattfinden, die für das Gleichgewicht in unserer Atmosphäre zuständig sind.
Immerhin gibt es einige umstrittene Theorien über die Beschaffenheit des Wassers, die seiner Oberfläche besondere Bedeutung zumessen: Diese Ideen gehen nämlich davon aus, dass diese Grenzschicht sich auch auf die Strukturen im Wasser selbst auswirke und für besondere Molekülanordnungen im Wasser verantwortlich sein könnte. Letztlich läuft auch die bislang unbewiesene Theorie vom "Gedächtnis des Wassers" darauf hinaus, die gerne von Homöopathie-Vertretern bemüht wird.
Ein nordamerikanisches Forscherteam hat jetzt mittels einer Kombination aus sogenannnter "vibrationaler Spektroskopie" und molekularen Berechnungen Licht in die Beschaffenheit der allerobersten Schicht von Wasser gebracht und dabei vergleichsweise unspektakuläre Entdeckungen gemacht, von denen sie in der aktuellen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature (Bd. 474, S. 192) berichten.
Die Forscher um Alexander Benderskii von der University of Southern California fanden dabei heraus, dass die unmittelbare Grenzschicht tatsächlich nur aus einer Lage von sich ständig und millionenfach pro Sekunde austauschenden Wassermolekülen besteht und nur 0,3 Nanometer dick ist. Diese extrem dünne Schicht habe ganz und gar keine Auswirkungen darauf, wie die Moleküle darunter angeordnet sind, so Benderskii und Kollegen.
Ganz genau genommen ist es so, dass in der allerobersten Schicht eines von vier Wassermolekülen quasi aus dem Wasser herausragt. Das wiederum ist jenes Wassermolekül, das ein "wässriges" Wasserstoffatom im Wasser hat, während das andere an der Oberfläche gewissermaßen frei vibriert wie im gasförmigen Zustand. (tasch/DER STANDARD, Printausgabe, 09.06.2011)