Op het wereldwijde web zijn nogal wat afwijkende fasediagrammen van water te vinden (afb: Wiki Commons)

Het lijkt op een herhaling van zetten. Op 20 september j.l.  mocht ik melden op gezag van Greg Kimmel c.s. dat er twee soorten vloeibaar water zijn. Nu vis ik een bericht op waar weer gemeld wordt dat er twee soorten vloeibaar water zijn. Ging het bij dat onderzoek om supergekoeld water, nu werd die vreemde toestand waargenomen bij verschillende druk, maar wel degelijk bij supergekoeld water. Zo zou bij rond 210 K (-63°C) bij een andere druk ook een andere vloeistof ontstaan met een dichtheid die eenvijfde verschilt. Als de druk snel veranderd werd voordat het water bevroor, dan konden de onderzoekers de ene vloeistof over zien gaan in de andere. Een raar goedje, water.
Ik heb het hier al vaker opgemerkt: water is een vreemd goedje, terwijl het watermolecuul uiterst simpel is, zo simpel dat vrijwel iedereen die formule wel kent (HtweeO). Eigenschappen als dichtheid, soortelijke warmte, viscositeit en samendrukbaarheid gedragen zich bij temperatuur- en drukveranderingen heel anders dan ‘normale’ (vloei)stoffen. Als we die twee vloeistoffen in een glas konden hebben, dan zouden die twee waters zich scheiden als water en olie.
Water is (dus) niet normaal, maar als dat wel zo was dan zou er geen leven bestaan zoals we dat nu kennen, aangezien zich het zeeleven niet zou kunnen hebben ontwikkeld. Er zijn verschillende verklaringen bedacht waardoor water zo vreemd is. Als we een glas water voor ons hebben dan zien we die twee vloeistoffen niet, maar op moleculair niveau zouden die wel degelijk bestaan. Dat zou het vreemde gedrag van water (kunnen) verklaren. Het probleem was alleen dat je water waar beide vloeistoffen aanwezig zijn nooit te zien zal krijgen aangezien dat gebeurt bij een temperatuur ver onder nul en zoals we allen weten bevriest water dan. Dan moet je, heel armoedig, met rekenmodellen werken.
Kimmel en de zijnen hebben dat probleem kennelijk opgelost en nu lijken onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Stockholm daar ook in geslaagd te zijn. “Wat zo speciaal daarbij was, was dat we heel snel konden röntgenen (meten dus; as)”, zegt Anders Nilsson, “dus voor het water bevroor. Zo konden we zien hoe de ene vloeistof overging in de andere. Al tientallen jaren zijn er speculaties en theorieën om die anomale eigenschappen te verklaren en waardoor die afwijkingen groter worden naarmate het water kouder wordt. Nu hebben we laten zien dat die twee vloeistoftoestanden bestaan en kunnen we die vreemdheid verklaren.” Geen woord over Kimmels verhaal.

Nieuwe wegen

“Ik heb lang diverse vormen van ongeordende ijzen bestudeerd om te bepalen of dat nu een glas was of een bevroren vloeistof”, zegt medeonderzoekster Katrin Amann-Winkel. “Een droom is waar geworden om te zien dat het echte vloeistoffen zijn.” De onderzoekers zijn er trots op dat ze er in geslaagd zijn bij die temperaturen aan vloeibaar water te hebben kunnen meten. Ze denken dat hun onderzoeksresultaat nieuwe onderzoekswegen opent naar de rol van water in biologische processen maar ook in andere vakgebieden.

Nilsson: “Al sinds het vroege werk van Wolfgang Röntgen (was het niet Wilhelm?;as) is er discussie over de rare eigenschappen van water. We kunnen er nu van uitgaan dat water in onderkoeling uit twee vloeistoffen bestaat. De volgende stap is uit te vinden, als dat er is, waar het kritische punt ligt als de twee vloeistoffen een vloeistof worden.” Vreemd dat Kimmel niet ter sprake wordt gebracht (zeg ik maar weer eens).

Bron: EurekAlert