Paul Sparks
0 
1554
72
Als reinheid naast goddelijkheid staat, dan is dit een goddelijke druppel.
Onderzoekers van de Technische Universiteit van Wenen hebben gisteren (23 augustus) aangekondigd dat ze de schoonste druppel water ter wereld hebben gecreëerd.
Dit ultrapuur water zou kunnen helpen verklaren hoe zelfreinigende oppervlakken, zoals die bedekt met titaniumdioxide (TiO2), bedekt worden met een mysterieuze laag moleculen wanneer ze in contact komen met lucht en water..
"We hadden vier laboratoria [over de hele wereld] die dit bestudeerden en vier verschillende verklaringen ervoor", zei co-auteur Ulrike Diebold, een chemicus aan de Technische Universiteit van Wenen. [De mysterieuze fysica van 7 alledaagse dingen]
In het licht van de dag
Wanneer TiO2-oppervlakken worden blootgesteld aan ultraviolet licht, reageren ze op een manier die alle organische verbindingen erop "opeet", vertelde Diebold. Dit geeft deze oppervlakken een aantal nuttige eigenschappen; Zo stoot een spiegel met TiO2-coating waterdamp af, zelfs in een stomende badkamer.
Maar laat ze te lang in een donkere kamer, zei Diebold, en het mysterieuze vuil vormt zich.
De meeste van de voorgestelde verklaringen hiervoor hebben betrekking op een soort chemische reactie met omgevingswaterdamp. Maar Diebold en haar collega's brachten de ultrakleine waterdruppel op het oppervlak aan en toonden aan dat water alleen de film niet doet verschijnen.
Het was echter een uitdaging om die superschone druppel te maken. Zoals eerder gemeld, raakt water heel gemakkelijk verontreinigd met sporen van onzuiverheden en bestaat er geen perfect zuiver water.
Om zo perfect mogelijk te komen, zei Diebold, moest haar team een gespecialiseerde gadget ontwerpen die het water tot het uiterste dreef..
In één kamer van het apparaat was een vacuüm, met een "vinger" die aan het plafond hing, afgekoeld tot min 220 graden Fahrenheit (minus 140 graden Celsius). De onderzoekers lieten vervolgens een dun, gezuiverd monster waterdamp uit een aangrenzende kamer in het vacuüm ontsnappen, zodat het water een ijspegel vormde aan het topje van die vinger. De onderzoekers lieten de ijspegel vervolgens opwarmen en smelten, zodat het op een stukje TiO2 eronder druppelde voordat het snel verdampte in de ultralage drukkamer. Naderhand vertoonde de TiO2 geen teken van de moleculaire film waarvan sommige onderzoekers vermoedden dat deze uit water kwam, rapporteerden de onderzoekers vandaag (23 augustus) in het tijdschrift Science.
"De sleutel is dat noch het water, noch het titaniumdioxide ooit eerder aan lucht waren blootgesteld," zei Diebold.
Vervolgscans van TiO2 met behulp van microscopen en spectroscopen toonden aan dat de film helemaal niet uit water of watergerelateerde verbindingen bestond. In plaats daarvan kwamen azijnzuur (dat azijn zijn zure smaak geeft) en mierenzuur, een vergelijkbare verbinding, aan de oppervlakte. Beide zijn bijproducten van plantengroei en zijn slechts in kleine hoeveelheden in de lucht aanwezig - maar blijkbaar zweeft er genoeg van dit materiaal om een zelfreinigend oppervlak vuil te maken..
Oorspronkelijk gepubliceerd op .