Bei Normaldruck liegt der Gefrierpunkt von Wasser bei 0 Grad Celsius, sein Siedepunkt bei 100 Grad. Das sind einfache naturwissenschaftliche Tatsachen. Ab dem Gefrierpunkt erstarrt das Wasser zu Eis, ab dem Siedepunkt geht das Wasser in den gasförmigen Zustand über – es verdampft. Forscher des Massachusetts Institute of Technology fanden nun aber heraus, dass Temperatur und Druck nicht die einzigen Faktoren sind, die für die Veränderung des Aggregatzustands von Wasser verantwortlich ist. In einem Experiment zeigten sie, dass Wasser in Nanoröhren bei Temperaturen über dem Siedepunkt erstarrt.


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Bild: MIT

Feste, eisähnliche Phase statt Gas

Die Forscher verwendeten eine Technologie namens Schwingungsspektroskopie, um die Bewegungen des Wassers in den Nanoröhren zu verfolgen und seinen Aggregatzustand festzustellen. Die Forscher rund um Professor Michael Strano erwarteten, dass das Wasser mit Überschreiten des Siedepunktes den Aggregatzustand ändern würde. Das Ergebnis überraschte das Team jedoch.

Statt in den gasförmigen Zustand überzugehen, erstarrte das Wasser bei Temperaturen von 105 Grad Celsius oder mehr. Außerdem beobachteten die Forscher, dass die Wassermoleküle in Kohlenstoff-Nanoröhren gelangte, obwohl diese als hydrophob gelten. Beide Effekte können die Forscher nicht erklären. „If you confine a fluid to a nanocavity, you can actually distort its phase behavior…but the effect is much greater than anyone had anticipated. All bets are off when you get really small. It’s really an unexplored space„, so Strano.


Einsatzmöglichkeiten in der Praxis

Obwohl die Forscher nachweisen konnten ,dass das Wasser erstarrte, bedeutet das noch nicht, dass es sich in Eis umwandelte. Die Forscher wollen in einem nächsten Schritt testen, ob das erstarrte Eis in den Nanoröhren die kristallinen Eigenschaften von Eis aufweist.

Die Möglichkeiten hinter dieser Entdeckung sind enorm, vor allem dann, wenn sich herausstellt, dass das erstarrte Wasser die gleichen elektrischen und thermischen Eigenschaften wie Eis aufweist. In diesem Fall könnten mit Wasser gefüllte Nanodrähte erschaffen werden, die auch bei Raumtemperatur sehr stabil sind und über gute Leitungseigenschaften für Protonen verfügen, da Wasser ein hervorragender Protonenleiter ist.

via MIT

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