Die Entstehung von Nano-Tröpfchen

24. Februar 2012, 16:58
posten

Einblicke in die Phasenumwandlung einzelner Moleküle an der Uni Wien

Wien - Wie aus nanometerkleinen Gasteilchen in der Atmosphäre große, mit freiem Auge sichtbare Tröpfchen entstehen, die sich schließlich zu Wolken zusammenballen können, hat ein internationales Team unter der Leitung von Paul Winkler von der Universität Wien im Labor nachgestellt. Die Erkenntnisse, ab welcher Teilchengröße Tröpfchen makroskopische Eigenschaften aufweisen, wurden in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Wolken beeinflussen das Klima - vorwiegend, indem sie Sonnenstrahlen davon abhalten, an die Erdoberfläche vorzudringen. Doch für Klimamodelle sind sie ein großer Unsicherheitsfaktor, weil die spontane Entstehung von Tröpfchen aus Schwebeteilchen weitgehend ungeklärt ist, so Winkler, der mittlerweile am National Center for Atmospheric Research in den USA forscht. Das Team hat die Vorgänge deshalb in einer sogenannten Expansionskammer nachgestellt.

In der Klimakammer, in der sich ein- bis eineinhalb Nanometer kleine Teilchen als Kondensationskerne befanden, stellten sie einen gesättigten Dampf her, bis sich Tröpfchen bildeten. Die Dampfteilchen sind dabei noch viel kleiner als die Kondensationskerne, an die sie sich anlagern, erklärte Paul Wagner (Universität Wien), der ebenfalls an der Studie beteiligt war, im Gespräch.

Aktivierungsprozess

"In einem engen Bereich der Dampfübersättigung beginnt der Aktivierungsprozess. Aus den einzelnen Molekülen, die als Kerne vorhanden sind, werden mit freiem Auge sichtbare Teilchen und letztlich Tröpfchen, die zum Beispiel Ausgangspunkt für die Wolkenbildung sein können." In der Atmosphäre dauert dies ein paar Stunden bis zu einem Tag, so die Forscher. Die Studie im Labor sei ein wesentliches Modell für die Vorgänge in der Atmosphäre: "Die neue Studie zeigt erstmals auf, dass Kondensationskernzähler auch Nanoteilchen mit wesentlich kleineren Durchmessern detektieren können und daher auch experimentelle Untersuchungen in dem für die Entstehung atmosphärischer Aerosole entscheidenden Größenbereich um einen Nanometer erlauben", so Wagner. (APA/red)

Share if you care.