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Physik: Ein Hauch von Gel

Wasser, das in einen winzigen Raum gesperrt ist, zeigt einige bemerkenswerte Eigenschaften. Zum Beispiel kann man es mit elektrischen Feldern auch bei Zimmertemperatur gefrieren lassen. Jetzt haben Forscher durch Messungen mit dem Rasterkraftmikroskop gezeigt, dass sich sehr dünne Schichten aus Wasser oder dem Silikonöl Octamethylcyclotetrasiloxan eher wie zähe Gele verhalten als wie Flüssigkeiten.

Tai-De Li und Elisa Riedo vom Georgia Institute of Technology maßen die Relaxationszeit, die angibt, wie lange es dauert, bis sich eine Störung im Film wieder geglättet hat. Sie steigt, wie die Versuche ergaben, in Schichten mit bis zu etwa drei Moleküllagen − was bei Wasser einer Dicke von einem, beim Silikonöl von vier Nanometern entspricht − um mehrere Größenordnungen an.

Diese dünnen Filme verlieren nach Aussage der Wissenschaftler ihre hohe Viskosität jedoch wieder, wenn man die Flüssigkeit schüttelt. Sie ähneln demnach thixotropen Fluiden wie Ketchup, die sich durch Scherkräfte verflüssigen. Von ihrer Konsistenz und Struktur her erinnern sie an stark unterkühltes Wasser bei etwa −100 Grad Celsius.

Lars Fischer

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