Der sauberste Wassertropfen der Welt
In der Natur gibt es keine wirklich reinen Oberflächen, im Kontakt mit der Umgebungsluft lagert sich immer eine dünne Schicht von Molekülen an. Dieser molekulare „Schmutzfilm“ kann die Eigenschaften von Materialien merklich verändern.
Die Studie
„High Affinity Adsorption leads to Molecularly Ordered Interfaces on TiO2 in Air and Solution“, Science, 23.8.2018
Die Forscher um Ulrike Diebold von der TU Wien untersuchten dies nun für mit Titandioxid behandelte Oberflächen. Titandioxid kommt in vielen selbstreinigenden Anwendungen vor - dazu gehören Spiegel, die auch in feuchter Umgebung nicht beschlagen.
TU Wien
In der Vakuumkammer wird ein hochreiner Eiszapfen hergestellt und dann geschmolzen
Mikroskopische Untersuchungen hatten gezeigt, dass sich auch an Titandioxid in einer geordneten Schicht Moleküle anlagern. Eine Annahme sei gewesen, dass es sich dabei um eine spezielle Konfiguration von Wassermolekülen handle, erklären die Forscher.
Wassertropfen-Test
Sie testeten nun mit Hilfe der superreinen Wassertropfen, welche Wirkung diese auf ultrareine Titandioxid-Oberflächen haben. Für die Tropfen wurde Eis aus ultrareinem Wasser in einer auf minus 140 Grad gekühlten Vakuum-Kammer an der Spitze eines Metalls hergestellt und dann geschmolzen.
Es zeigte sich, dass der geordnete Film nur bei Luftkontakt entsteht. Chemische Analysen ergaben, dass es Moleküle von Essigsäure und Ameisensäure sind, die sich auf solchen Oberflächen anlagern - obwohl diese in der Luft nur in winzigen Mengen vorkommen.
„Die Ergebnisse zeigen, wie vorsichtig wir bei Experimenten dieser Art sein müssen“, meinte Diebold. Selbst winzigste Spuren von Luft, die eigentlich vernachlässigbar erschienen, seien manchmal entscheidend.
science.ORF.at/dpa