Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eis XVI: Göttinger Wissenschaftler stellen neue kristalline Form von Wasser her

11.12.2014

Wechselwirkung zwischen Gas- und Wassermolekülen

Wissenschaftler der Universität Göttingen und des Instituts Laue-Langevin in Grenoble haben ein neues Wassereis hergestellt. Die siebzehnte kristalline Form von Wasser mit dem Namen „Eis XVI“ ist die bislang am wenigsten dichte Form von Wasser: Sie kristallisiert in einer Anordnung, die bisher nur in einer mit Gas gefüllten Form bekannt war.


Ausschnitt aus der Kristallstruktur von Eis XVI.

Foto: Universität Göttingen


Prof. Dr. Werner Kuhs

Foto: Universität Göttingen

Damit wird zum ersten Mal der Einfluss der Wechselwirkungen zwischen Wasser- und Gasmolekülen im Experiment unmittelbar quantifizierbar. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Die Forscher stellten das Eis XVI her, indem sie die Ne-Clathrat – eine Verbindung von Neon und Wasser – auspumpten. Die resultierende Kristallstruktur lässt sich somit als „leeres Clathrat“ beschreiben. Nach dem Auspumpen der Gasmoleküle dehnt sich das Kristallgitter aus, da die anziehenden Wechselwirkungen von Gas und Wasser wegfallen.

„Diese Expansion ist größer als erwartet“, erklärt Prof. Dr. Werner Kuhs, Leiter der Abteilung Kristallographie der Universität Göttingen. „Bisherige vereinfachte Annahmen beim Berechnen der physiko-chemischen Eigenschaften von Clathraten müssen deshalb nun revidiert werden.“

Clathrate, auch Gashydrate genannt, spielen eine bedeutende Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde. Methan-Clathrat ist in Permafrost- und Meeresböden in riesigen Mengen vorhanden, die die bekannten Vorräte an Erdgas und Erdöl bei weitem übertreffen.

Clathrate spielen auch eine große Rolle beim Transport von Gas und Öl in Pipelines: Als feste Produkte können sie unter den dort herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen Pfropfen bilden, deren Verhinderung die Industrie jedes Jahr mehrere hundert Millionen Euro kostet. Eine genaue Vorhersage solcher Blockaden ist für den Betrieb einer Pipeline unerlässlich.

„Die Quantifizierung der Gas-Wasser-Wechselwirkung über das Eis XVI erlaubt in Zukunft verbesserte Vorhersagen über die Stabilität und Zusammensetzung von Clathraten“, so Prof. Kuhs. „Das ist von großer Bedeutung sowohl für Geowissenschaftler als auch für Chemie-Ingenieure.“

Darüber hinaus spielt die Quantifizierung der Wechselwirkungen von hydrophoben Molekülen wie Methan mit Wasser eine große Rolle in vielen biochemischen Prozessen.

Originalveröffentlichung: Andrzej Falenty et al. Formation and properties of ice XVI obtained by emptying a type sII clathrate hydrate. Nature 2014. Doi: 10.1038/nature14014.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Werner Kuhs
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Geowissenschaften und Geographie
Geowissenschaftliches Zentrum
Abteilung Kristallographie
Goldschmidtstraße 1, 37077 Göttingen,
Telefon (0551) 39-33891
E-Mail: wkuhs1@gwdg.de


Weitere Informationen:

http://kristall.uni-mki.gwdg.de/

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie