Dünne Wasserschichten biegen sich wie Gel

22. August 2001, 21:54
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Wasser ist entweder flüssig, fest oder gasförmig - dachte man ...

Urbana-Champaign - Wasser ist entweder flüssig, fest oder gasförmig. Dachte man. Nun haben Wissenschafter der Universität Illinois nachgewiesen, dass Wasser auch als Gel vorkommt. Das könnte weitreichende Bedeutung für die Erforschung verschiedener Prozesse innerhalb von Zellen, aber auch für den Schadstofftransport in Böden haben.

Die bisher unbewiesene viskoelastische Erscheinungsform von Wasser zeigte sich den Forschern um Steve Granick und Yingxi Zhu, als sie das nasse Element auf Molekülebene betrachteten. Zu diesem Zweck brachten sie es ein bis zwei Molekülschichten hoch zwischen zwei absolut reine Lagen Glimmer. Dieses Material lässt sich in extrem dünne Schichten mit kristallographisch regelmäßigen Oberflächen schneiden.

Die Wissenschafter maßen nun die Oberflächenladungen und erlebten eine Überraschung: Je nach Anordnung der Atome im Gitter der Glimmerkristalle schwankte der Widerstand des Wassers stark. Waren die Gitter der Oberflächen beiderseits der Wasserschicht ähnlich ausgerichtet, folgte auch dieses dem vorgegebenen Muster. Stattdessen hatten die Forscher bei so dünnen Lagen eine starre Molekülstruktur erwartet. Insgesamt erwies sich Wasser als viel elastischer denn angenommen. Mehr noch: Es ist in dünnen Schichten deutlich biegsamer als normal.

Schon in den 60er-Jahren hatten Sowjet-Wissenschafter aufhorchen lassen mit der Behauptung, eine neue, gelartige Wasserform in Glaskapillaren entdeckt zu haben. Die Sache endete in einem Skandal, der sich gewaschen hatte: Der angeblich neue Zustand erwies sich als Folge von Verunreinigungen. (rosch/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 22. 8. 2001)

Vgl. Physical Review Letters Nr. 87
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