Momentaufnahme einer Simulation von Blasenbildung in Wasser unter Zugspannung. Durch das Wachsen einer Dampfblase (gelb) in Wasser (rot-weiß) geht das System von der flüssigen Phase in den Dampf über (Copyright: Georg Menzl, Universität Wien).
Wasser kann über lange Zeit einer beachtlichen Zugbelastung standhalten. Dies ist eine Voraussetzung für wichtige biologische Prozesse wie etwa den Wassertransport in Bäumen. Experimente über die Stabilität von Wasser unter Zugbelastung kamen bis dato jedoch zu stark unterschiedlichen Resultaten. PhysikerInnen um Christoph Dellago von der Universität Wien entwickelten mit Hilfe von Computersimulationen ein mikroskopisches Modell, das die Stabilität von Wasser abhängig von der angelegten mechanischen Spannung quantitativ vorhersagt. Dabei zeigte sich, dass die Zugstabilität von Wasser höher ist als bisher angenommen. Die aktuelle Studie erscheint im Fachmagazin "PNAS". Ein Nebeneffekt der Photosynthese von Pflanzen ist die Verdunstung von Wasser über die Blätter. Um den dadurch entstehenden Flüssigkeitsverlust auszugleichen, wird Wasser durch Unterdruck über dünne Kanäle vom Boden nach oben gezogen. Wasser kann unter solcher Zugbelastung, also unter negativem Druck, über lange Zeiten stabil bleiben, da die Anziehung zwischen den Molekülen, den kleinsten "Bausteinen" der Flüssigkeit, dem Zug entgegenwirkt. Jedoch ist diese Stabilität unter Spannung immer zeitlich beschränkt: Nach einiger Zeit "unter Zug" geht Wasser von der flüssigen Phase in Dampf über. Im Zuge dieses Übergangs bilden sich mikroskopische Dampfblasen, welche so lange wachsen, bis die Flüssigkeit letztendlich unter der angelegten Spannung "reißt". Experimente liefern widersprüchliche Resultate
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