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

Zelf higgsdeeltjes jagen? Atlas maakt zijn LHC-metingen openbaar

Zelf higgsdeeltjes jagen? Atlas maakt zijn LHC-metingen openbaar

Wie het wil, kan nu in echte waarnemingen van botsende protonen op zoek gaan naar aanwijzingen voor het higgsdeeltje. De Atlas-detector stelt daartoe voor het eerst echte meetgegevens beschikbaar, alsmede de benodigde…

20.000 zeemijlen aan ontwikkelingswerk optimaliseert brandstofcelsysteem voor varend waterstof laboratorium

20.000 zeemijlen aan ontwikkelingswerk optimaliseert brandstofcelsysteem voor varend waterstoflaboratorium

De Energy Observer startte in 2017 aan een zes jaar durende ‘energie-autonome’ wereldreis. Het elektrisch aangedreven schip maakt gebruik van diverse vormen van hernieuwbare energie en een systeem dat CO2-vrij…

Meer zicht op kleine innovatieve bedrijven in Nederland

Meer zicht op kleine innovatieve bedrijven in Nederland

Nederland doet het economisch goed, maar op het gebied van innovatie blijven we enigszins achter. Althans, dat lijkt uit de cijfers. Maar is in die cijfers wel alle innovatiekracht in Nederland meegenomen? Het CBS en het…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Semiflexibele printplaten (PCB)

Semiflexibele printplaten bestaan uit gespecialiseerde FR-4-materialen en worden gemaakt volgens een specifieke...

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

25 februari 2020, Neurenberg (DE)

Embedded World

Internationale vakbeurs voor embedded systemen

3 maart 2020, Den Bosch

High Speed and Radio frequency PCBs

Seminar about High Speed and Radio frequency PCBs

4 maart 2020, Veldhoven

RapidPro

Op weg naar de Digitale Productie

Meer agendapunten »