Wasser in Glasform hat zwei Strukturen

Das Zweiflüssigkeitsmodell in Innsbruck neu bestätigt.

Die Anomalien des Wassers lernt man schon in der Schule: Es hat das kleinste Volumen und die größte Dichte bei vier Grad Celsius, daher schwimmt der Feststoff Eis im flüssigen Wasser oben auf. Es ist auch die einzige Substanz, die in der Natur im festen, flüssigen und gasförmigen Zustand zu finden ist. Zudem nimmt H2O unter hohen Drücken kristalline und amorphe Zustände ein, die wir im Alltag kaum kennen.

Warum sich Wasser so ungewöhnlich verhält, ist bis heute nicht ganz geklärt. Das Team um Thomas Lörting von der Uni Innsbruck ist seit Langem den Anomalien des Wassers auf der Spur und vertritt die Hypothese, dass Wasser eigentlich aus zwei Flüssigkeiten besteht. Im Journal Pnas (19. 7.) veröffentlichte das Team vom Institut für Physikalische Chemie nun erstmals einen Beweis für die Existenz von zwei unterschiedlich dichten Formen von glasartigem Wasser.

Extrem schnelle Abkühlung

Im Experiment wird Wasser in den Zustand von Glas versetzt, das sich durch eine ungeordnete mikroskopische Struktur auszeichnet. Das klappt nur bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von über einer Million Grad pro Sekunde, sonst wird aus dem Wasser beim Wechsel von Raumtemperatur auf unter minus 130 Grad Celsius stinknormales Eis.

Diese Technik haben die Innsbrucker seit fast 40 Jahren perfektioniert. Neu war jetzt, dass sie dieses glasartige Wasser in eine Hochdruckzelle transferierten: Dort beobachteten sie ein schlagartiges Verdichten des Wassers zu einer neuen Mikrostruktur mit anderen Eigenschaften. „Dies ist die erste eindeutige experimentelle Bestätigung für die Existenz von zwei Gläsern aus Wasser und ein starker Hinweis auf das Zweiflüssigkeitsmodell“, freut sich Lörting. (APA/vers)