Wie kalt kann flüssiges Wasser werden?

Flüssiges Wasser: Kälter als man denkt

Die weit verbreitete Annahme, dass Wasser bei 0 °C gefriert, wurde durch jüngste Forschungsergebnisse widerlegt. Neuere Erkenntnisse zeigen, dass Wasser unter bestimmten Bedingungen selbst bei extrem niedrigen Temperaturen flüssig bleiben kann.

Unterkühlung: Flüssig unter dem Gefrierpunkt

Die Fähigkeit von Wasser, unterhalb seines Gefrierpunkts flüssig zu bleiben, wird als Unterkühlung bezeichnet. Dieser Zustand tritt auf, wenn Wasser rein ist, frei von Verunreinigungen wie Staub oder Luftblasen, und wenn es keiner starken Erschütterung oder Bewegung ausgesetzt ist.

Rekordverdächtige Unterkühlung

Im Jahr 2019 berichteten Forscher der Princeton University, dass es ihnen gelungen ist, Wasser bis auf -138 °C zu unterkühlen. Dies ist die niedrigste Temperatur, bei der flüssiges Wasser bisher beobachtet wurde.

Faktoren, die die Unterkühlung beeinflussen

Die Fähigkeit von Wasser, unterkühlt zu werden, hängt von mehreren Faktoren ab, darunter:

• Reinheit: Verunreinigungen wie Staub oder Luftblasen können als Kristallisationskeime wirken und die Gefrierbildung einleiten.
• Oberflächenbeschaffenheit: Glatte Oberflächen behindern die Kristallisation, während raue Oberflächen sie begünstigen.
• Abwesenheit von Erschütterungen: Starke Erschütterungen oder Bewegungen können die Bildung von Eiskristallen auslösen.

Auswirkungen auf die Wissenschaft und Technologie

Die Entdeckung der Unterkühlung hat weitreichende Auswirkungen auf verschiedene wissenschaftliche Bereiche und technologische Anwendungen.

• Materialwissenschaften: Die Entwicklung neuer Anti-Eisbeschichtungen und kryokonservierter Materialien.
• Pharmazeutik: Die Verlängerung der Haltbarkeit von Medikamenten durch Unterdrückung der Kristallisation.
• Umweltwissenschaften: Die Untersuchung des Einflusses der Unterkühlung auf die Wolkenbildung und die Eisbildung in der Atmosphäre.

Schlussfolgerung

Die herkömmliche Vorstellung vom Gefrierpunkt von Wasser ist nur ein Teil der Geschichte. Unter bestimmten Bedingungen kann Wasser auch bei extrem niedrigen Temperaturen, bis zu -138 °C, flüssig bleiben. Die Entdeckung der Unterkühlung eröffnet neue Möglichkeiten für die wissenschaftliche Forschung und technologische Innovationen.