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

Thyssenkrupp vervangt gemalen steenkool door waterstof

Thyssenkrupp vervangt gemalen steenkool door waterstof

Thyssenkrupp is in Duisburg gestart met een reeks tests voor het gebruik van waterstof in een werkende hoogoven. De waterstof vervangt gemalen steenkool en wordt gebruikt om zuurstof uit de ijzererts te halen. De…

Energie opslaan in waterstof 20 keer effectiever met katalysator van platina-nikkel

Energie opslaan in waterstof 20 keer effectiever met katalysator van platina-nikkel

Katalysatoren versnellen chemische reacties, maar het hierbij veelgebruikte metaal platina is schaars en duur. Onderzoekers hebben nu een alternatief ontwikkeld met een 20x hogere activiteit: een katalysator met holle…

Onderzoekers zien razendsnel jagend CRISPR-systeem in actie

Onderzoekers zien razendsnel jagend CRISPR-systeem in actie

Over de hele wereld gebruiken onderzoekers CRISPR-systemen voor genbewerking, met CRISPR-Cas9 als bekendste voorbeeld. Toch bestaat er nog veel onduidelijkheid over hoe dit soort systemen te werk gaan in de cel.…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Compacte vergrendelmagneten bestand tegen hoge dwarskrachten

Onlangs heeft Magnet Schultz een doorontwikkeling van de serie G SC X geïntroduceerd onder de naam G SC X … B01.

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

22 november 2019, Vianen

Robot Safety Training

25 november 2019, D&F kantoor Breda

Beïnvloeden van veiligheidsgedrag

Meer agendapunten »