Allgegenwärtig – doch noch immer geheimnisvoll: In der Januar-Ausgabe berichtet bild der wissenschaft über die Erforschung der bislang unverstandenen Aspekte des Wassers. Neben den altbekannten Formen kann es etwa auch eisig-heiße und metallartige Zustände einnehmen. Ein weiterer Schwerpunkt des Titelthemas ist das faszinierend komplexe Verhalten von Tropfen.

Gewässer, Eismassen, Wolken…: In seinen verschiedenen Erscheinungsformen prägt das Wasser das Gesicht unseres „blauen“ Planeten. Außerdem avancierte es in seinem flüssigen Zustand zum Elixier des Lebens – es bildet die Basis für die Existenz aller irdischen Organismen. Durch seine grundlegende Bedeutung hat die Wissenschaft dem Wasser schon all seine chemischen und physikalischen Geheimnisse entlockt, könnte man meinen. Doch erstaunlicherweise ist das ist nicht der Fall: Die vermeintlich simple Verbindung aus zwei Wasserstoff-Atomen und einem Sauerstoff-Atom gibt Forschern noch immer einige Rätsel auf.

Im ersten Artikel des zweiteiligen Titelthemas erklärt der bdw-Autor Jan Berndorff zunächst, was grundlegend über die Ursachen der Besonderheiten von H₂O im Vergleich zu anderen Substanzen bekannt ist. Eine zentrale Rolle für das merkwürdige Verhalten spielen demnach die sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen. Diese eher losen Verknüpfungen sind mitverantwortlich dafür, dass sich Wasser in zahlreichen Eigenschaften von anderen Flüssigkeiten unterscheidet. Die besonders hohe Dynamik im Wasser erschwert es ebenfalls, die Vorgänge zwischen den Teilchen selbst sowie ihre Interaktionen mit Fremdstoffen zu untersuchen. Doch durch raffinierte Verfahren kommen Forscher den Geheimnissen des Wassers nun immer weiter auf die Spur und es ist zudem möglich, exotische Formen der Substanz herzustellen und zu untersuchen.

„Heiß-Eis“ und skurrile Tropfen

Im Artikel „Ein Stoff zum Staunen“ erklärt Berndorff, was es mit Hinweisen darauf auf sich hat, dass Wasser in Wirklichkeit eine Mischung zweier Zustandsformen sein könnte. Außerdem berichtet er über die Erforschung von skurrilen Erscheinungsformen im festen und flüssigen Zustand. Darunter sogenanntes „superionische Eis“. Es ist Tausende Grad heiß, elektrisch leitfähig wie ein Metall und pechschwarz. Es entsteht unter extremen Bedingungen, wie sie in der Tiefe von Gasplaneten herrschen. Mittlerweile können es Wissenschaftler aber auch mittels Lasern auf der Erde erzeugen und erforschen. Neben den besonderen Wasserformen geht es in dem Artikel auch um die Bedeutung des Wassers im Klimasystem der Erde sowie für die Medizin. Es spielt demnach eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Alzheimer.

Im zweiten Teil des Titelthemas berichtet der bdw-Autor Reinhard Breuer dann von einem weiteren interessanten Forschungsfeld, das mit Wasser zu tun hat: der Untersuchung des komplexen Verhaltens von Tropfen. Er verdeutlicht, welch faszinierende physikalische Vorgänge bei der Entstehung, dem Verschmelzen und dem Zerplatzen der Flüssigkeitsgebilde ablaufen. Um sie genauer zu beschreiben und um die Eigenschaften sowie Wirkungen von Tropfen genauer zu verstehen, setzen Wissenschaftler raffinierte Techniken und Supercomputer ein. Trotz neuer Einblicke wird deutlich, dass auch dieses Verhalten von Flüssigkeiten noch Geheimnisse birgt, geht aus dem Artikel „Trickreiche Tropfen“ hervor.

Das Titelthema „Die Geheimnisse des Wassers“ finden Sie in der Januar-Ausgabe von bild der wissenschaft, die ab dem 20. Dezember im Handel erhältlich ist.

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