Wasser bildet schwebende Brücke:
Sensationelle Entdeckung an der TU Graz stellt Wissenschaft vor neue Rätsel

Grundelement zeigt bisher unbekannte Eigenschaften

Unglaublich, aber wahr: Werden zwei Wasserbecher unter Hochspannung gesetzt, bildet sich eine schwebende Wasserbrücke zwischen den Behältern. Dieses in Fachkreisen wenig beachtete Experiment unbekannten Ursprungs haben Wissenschafter der TU Graz nun erstmals genauer „unter die Lupe“ genommen. Die Forscher beobachten, dass die Brücke das Wasser in beide Richtungen „transportiert“. Dabei zeigte das kühle Nass völlig neue Eigenschaften im Hinblick auf Dichte und Struktur. Das Wissenschaftsmagazin „Nature” veröffentlichte kürzlich einen Hinweis auf die Entdeckung der Grazer Forscher und löste damit in der internationalen Wissenschaftswelt eine rege Diskussion über das Element Wasser aus.

Wasser ist Lebenselexier für Mensch, Tier und Pflanze und birgt dennoch bis heute Geheimnisse im Hinblick auf seine Eigenschaften. Eine neue Entdeckung ist Forschern der TU Graz nun gelungen, die mit ihrer jüngsten Untersuchung verdeutlichen, wie wenig wir über dieses zentrale Grundelement wissen. Sie setzten hochreines, also mehrfach destilliertes Wasser, in zwei Behältern unter Hochspannung und entfernten diese langsam voneinander. „Es entsteht zunächst ein Funke. Dann „kriecht“ die Flüssigkeit den Becher entlang nach oben und bildet schließlich eine Wasserbrücke zwischen den Gefäßen“, schildert Projektleiter Elmar C. Fuchs vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der TU Graz das Experiment. „Der Versuch war zwar bekannt, aber nur wenig verbreitet und noch nie wurde das Phänomen in der Wissenschaft näher untersucht“, so Fuchs. Dem erst 32-jährigen Forscher scheint mit seiner Entdeckung eine kleine wissenschaftliche Sensation gelungen zu sein: „Wir konnten in unseren Experimenten zeigen, dass das Wasser über die Brücke in beide Richtungen fließt“, fasst Fuchs das Ergebnis der interdisziplinären Arbeitsgruppe aus Chemikern, Physikern, Elektrotechnikern und Maschinenbauern der TU Graz zusammen.

H₂O mit unbekannter innerer Struktur?

Das Wasser überwindet bei einer elektrischen Spannung von 25.000 Volt im Versuch eine Distanz von bis zu 25 Millimetern. „Wir hatten keine so lange, stabile Verbindung zwischen den beiden Gefäßen erwartet“, zeigt sich Fuchs fasziniert. „Die hohe Dichte elektrischer Feldlinien hält die Brücke offenbar zusammen.“ Die Wasserbrücke verhält sich dabei wie ein schwebender Wasserzylinder, der auftreffendes Licht auf völlig unerwartete Weise bricht: „Wir nehmen an, dass die Wassermoleküle als Sammellinsen angeordnet durch die Brücke wandern, was wiederum Hinweise auf eine innere Struktur flüssigen Wassers bedeuten könnte“, erläutert Fuchs die eigentliche Überraschung, die den Forschern viele Rätsel aufgibt: Mit Hilfe einer Thermokamera beobachteten sie etwa, dass sich die Brücke beim Wassertransport erwärmt: „Der heißeste Bereich bestimmt die Flussrichtung, die allerdings immer wieder wechselt“, erläutert Fuchs, der die zentralen Beobachtungen gemeinsam mit Chemiker-Kollegen Karl Gatterer und TU-Physiker Jakob Woisetschläger gemacht hat. „Wir haben zudem Dichteunterschiede in einer Höhe gemessen, die wir bisher in flüssigem Wasser für nicht möglich gehalten haben.“