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Fakultät Physik

Weiche Materie

Wasserähnliche Flüssigkeiten als kurzkettige Polymere

Wasserstoffbrücken bestimmen die Struktur und Dynamik zahlreicher Flüssigkeiten und Festkörper. Diese Bindungen sind nicht nur für viele biophysikalische Prozesse von zentraler Bedeutung, sondern auch für die Mikrowellenabsorption von Wasser, das eine komplexe supramolekulare Struktur ausbilden kann. Diese ist verantwortlich für das Auftreten einer relativ schmalen aber sehr intensiven Absorptionsbande, dem so genannten Debye-Peak. Andere von uns erforschte Debye-Fluide, die sich dieses Charakteristikum mit Wasser teilen, sind beispielweise Amide – die Peptidbindungen enthalten – sowie Monohydroxy-Alkohole. Die Animation illustriert schematisch deren transiente Strukturbildung, bei der sich die aus OH-Gruppen gebildete kurzkettige Polymerkette ständig neu erfindet.

Transiente Wasserstoffbrückenketten. Monoalkohole mit terminalen OH-Gruppen bilden über Wasserstoffbrückenbindung polymerartige Ketten, welche in der Länge und beteiligter Moleküle mit der Zeit fluktuieren. © AG Böhmer​/​TU Dortmund