De Volkskrant, 25-11-2011, van verslaggever Maarten Keulemans 2010

Door 'tussenijs' bevriest water soms pas bij min 48 graden

Tussentitel: In wolken kan water afkoelen tot wel min 39 graden

Wie altijd dacht dat water bij nul graden bevriest: water blijkt tot liefst min 48 graden Celsius vloeibaar te kunnen blijven. Daarbij gebeurt iets opmerkelijks: de watermoleculen rangschikken zich in een tussenvorm aan tussen water en ijskristal, zogeheten 'tussenijs'.

Eenmaal bij min 48 graden blijkt vloeibaar water niet meer mogelijk: de snelheid waarmee zich ijskristallen vormen schiet dan zo snel omhoog, dat de watermoleculen geen tijd meer hebben om zich aan te passen. 'De moleculen moeten nog wat anders gaan zitten als water afkoelt. De waterstofbruggen die de moleculen verbindingen passen zich aan', zegt fysicus en waterexpert Huib Bakker van het FOM-instituut Amolf. 'Onder de 225 Kelvin (min 48 graden, red.) lukt dat niet meer.'

Het is voor het eerst dat het lukt de temperatuur vast te pinnen waarbij water in elk geval bevriest, schrijven chemici Emily Moore en Valeria Molinero van de universiteit van Utah in Nature. Bekend was al dat ultrazuiver water dat langzaam wordt afgekoeld vloeibaar kan blijven tot ver onder het nulpunt: in wolken is vloeibaar water gevonden van wel min 39 graden. Maar in het laboratorium lukte het niet om bij gewone druk water te bestuderen beneden de min 42 graden: de temperatuur waarop water spontaan kristallen vormt.

Maar de theoretische ondergrens ligt dus nog wat lager. Om dat te bestuderen, bootsten Moore en Molinero op de computer het gedrag na van vierduizend diepkoude watermoleculen - een hoeveelheid water die in het echt minder is dan een druppeltje water. Na duizenden uren rekenen was de computer eruit. De watermoleculen blijken zich dan in viertallen te rangschikken tot piramide-achtige structuren die zich tot 'draden' aaneen rijgen, zoals de onderzoekers het in Nature noemen.

Het water verandert in iets anders', zegt Molinero in een toelichting. 'En dat lijkt erg op ijs.' Om precies te zijn: lijkt het op een speciale vorm van ijs, een amorfe vorm die experts LDA-ijs noemen.

'Ze tonen voor het eerst aan dat er geen metastabiel water meer mogelijk is bij min 48 graden of kouder', zegt Bakker, die overigens zelf niet betrokken was bij het onderzoek. 'Dat is interessant en leuk.'



Naar Evenwicht, algemeen uitleg of detail , Psychologie overzicht  , Sociologie overzicht  , of site home .
 

[an error occurred while processing this directive]