EO

Hoe twee watermoleculen samen dansen

13 augustus 2019 om 13:10 uur

Water is de belangrijkste oplossing in scheikunde en biologie en heeft een aantal bijzondere eigenschappen, zoals dat het zijn hoogste dichtheid bereikt bij 4 graden Celsius. Dat komt door de interacties tussen de moleculen – waar we nog niet veel van begrijpen. Nu zijn onderzoekers er echter in geslaagd om de intermoleculaire vibraties voor het eerst volledig te bestuderen. De ‘belemmerde draaiing’ blijkt cruciaal.


Het internationale onderzoeksteam bekeek de interacties met de laser van extreme hoge resolutie van de Radboud Universiteit. De bevindingen zijn gepubliceerd in Angewandte Chemie.


Het team onderzocht de meest simpele interactie, namelijk die tussen twee individuele watermoleculen, met behulp van terahertz spectroscopie. Als je korte pulsen van straling in het terahertzbereik door het monster stuurt, wordt een deel van de straling opgenomen. Het opnamepatroon geeft informatie over de interacties waarbij moleculen elkaar aantrekken. Dit moet bij extreem lage temperaturen, omdat de verbinding bij kamertemperatuur niet stabiel is. Hiertoe stopten de onderzoekers individuele watermoleculen in een kleine druppel helium met een temperatuur van 0,4 Kelvin (-272,75 graden Celsius). De druppels zijn te vergelijken met een stofzuiger die de individuele watermoleculen opzuigen.


Zo konden de onderzoekers het spectrum van de belemmerde draaiingen voor het eerst waarnemen. "Watermoleculen zijn steeds in beweging", zegt Martina Havenith, hoogleraar aan de Ruhr-Universität Bochum. "Ze roteren en gaan open en dicht. Maar als een watermolecuul dicht in de buurt komt van een ander watermolecuul, kan het zich niet meer vrij bewegen. Dat wordt ‘belemmerde draaiing' genoemd."

 

Een multidimensionele energiekaart

De interactie tussen watermoleculen kun je weergeven in de vorm van de elektrische potentiaal van water. "Dit is een multidimensionele kaart die laat zien hoe de energie van watermoleculen verandert wanneer de afstanden en hoeken tussen de moleculen veranderen. Alle eigenschappen, waaronder dichtheid, geleidingsvermogen of verdampingstemperatuur, kunnen worden afgeleid van deze potentiaal. Onze metingen maken het nu mogelijk om de best mogelijke test van alle potentialen te ontwikkelen."

 

Gerelateerd nieuws

Nieuw wiskundig raamwerk verklaart de verschijning van grote energiestoringen

De verschijning van grote energiestoringen verklaard

Nieuw onderzoek toont aan dat de statistische verdeling van de grootte van energiestoringen gelinkt kan worden aan de grootte van steden. Uit de analyse blijkt dat het investeren in netwerk upgrades dit soort storingen…

 Nedmag test gebruik waterstof door industrie

Nedmag test gebruik waterstof door industrie

Onder leiding van DNV GL en Celsian (experts in glasproductie) is een internationaal industrieconsortium opgezet Het doel van dit programma is om samen met de industrie technologie en kennis te ontwikkelen voor bestaande…

Reuzenrad 2.0 (video)

Reuzenrad 2.0 (video)

Ontwerpbureau NorthernLight, ingenieursbureau KCI The Engineers, technologiebedrijf Bosch Rexroth en staalconstructiebedrijf Hillebrand hebben samen een nieuw soort reuzenrad ontworpen.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 augustus 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

27 augustus 2020, Online

Printed Electronics | Diversity in Tech

De Organic and Printed Electronics Association (OE-A) en High Tech Campus Eindhoven brengen technologie...

8 september 2020, Eindhoven

Cyber Event

Gratis Cyber Event voor ondernemers in de hightech- en maakindustrie door Cyber Weerbaarheidscentrum...

Meer agendapunten »