Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wasser blei gleicher Temperatur flüssig und fest

30.09.2013
"Unterkühlte Flüssigkeit": Vor 15 Jahren entwickelte Theorie bestätigt

Mitarbeiter des zum Nationalen Forschungsrat CNR gehörenden Istituto Nazionale di Ottica haben eine wichtige Entdeckung über die physikalischen Eigenschaften von Wasser gemacht. In einen Behälter gefüllt, nimmt es zwei unterschiedliche Aggregatzustände an.


Wassertropfen: Forscher weisen Doppelstruktur nach (Foto: pixelio.de, A. Wolter)

Schwer kalkulierbares Element

"Mithilfe eines ultraschnellen Laserspektroskops haben wir festgestellt, dass Wasser im flüssigen Zustand einerseits eine dem Eis ähnliche Struktur und andererseits eine etwas ungeordnetere Form annimmt", erläutert Projektleiter Roberto Eramo. Diese Doppelnatur mache Wasser zu einem mit mathematischen Modellen nur schwer kalkulierbaren Element und liefere eine plausible Erklärung für die von den anderen Flüssigkeiten abweichenden Eigenschaften.

"Die Bindung der Wasserstoffmoleküle untereinander, die einige Eigenschaften wie das Schwimmen von Eis an der Wasseroberfläche zur Folge haben, bewirkt im Innern der Wassermassen eine festkörperähnliche räumliche Struktur", so Eramo. Dies allerdings mit dem Unterschied, dass die Dauer dieses Aggregatzustandes nur eine billionste Sekunde beträgt. Die Bedeutung dieser Übergangsstrukturen steigt mit sinkender Temperatur, wenn die Wasserstoffbindung im Verhältnis zur Wärmebewegung der Moleküle immer stärker wird.

Unterschiedliche Wasserformen

Die italienischen Forscher haben Wasser mit einem besonders hohen Reinheitsgrad verwendet, um damit einen als "unterkühlte Flüssigkeit" bekannten Aggregatzustand zu erreichen. Obwohl es bis auf minus 28 Grad heruntergekühlt wurde, blieb der Flüssigzustand erhalten. "Dabei konnten wir zwei hinsichtlich Dichte und Raumverteilung unterschiedliche Wasserformen beobachten", sagt Eramo.

Laut dem Experten hat sich mit dem Experiment erstmals eine vor 15 Jahren entwickelte Theorie experimentell bestätigt. Die Studie war in enger Zusammenarbeit mit dem Laboratorio Europeo di Spettroscopie Non Lineari http://lens.unifi.it und der Universität von Florenz http://unifi.it durchgeführt worden. Einzelheiten sind in der Zeitschrift Nature Communications http://nature.com/ncomms nachzulesen.

Harald Jung | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.ino.it

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten
21.08.2017 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

nachricht Ein Hauch von Galaxien im Zentrum eines gigantischen Galaxienhaufens
21.08.2017 | Universität Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik