Ein Team von Wissenschaftlern der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) und der Universität Zürich hat einen neuen Weg gefunden, um zu verhindern, dass Wasser auch bei sehr niedrigen Temperaturen zu Eiskristallen wird. Während der von diesen Wissenschaftlern durchgeführten Experimente entsprach die Struktur des Wassers auch bei einer Temperatur von -263 Grad Celsius weiterhin der flüssigen Phase.
Und wie es in der Wissenschaft häufig der Fall ist, wurde die Entdeckung von "nicht gefrierendem Wasser" zu einer Nebenentdeckung, als Wissenschaftler an der Synthese einer neuen Klasse von Lipidsubstanzen beteiligt waren, um eine synthetische Form biologischer Materie namens Lipidmesophase zu erzeugen.
Während der Synthese eines neuen Materials bildeten Lipide durch einen Selbstorganisationsprozess Membranen, die die Eigenschaften großer und dicker Moleküle zeigten. In diesen Membranen wurde ein ganzes Netzwerk dünnster Kanäle mit einem Durchmesser von weniger als einem Nanometer gebildet. Das Wasser, das diese Kanäle füllte, hatte einfach nicht genug Platz, um Eiskristalle zu bilden, als die Temperatur sank.
Die Wissenschaftler verwendeten flüssiges Helium, um die Lipidmesophase auf -263 Grad Celsius abzukühlen, nur zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt. Und selbst unter solchen Bedingungen verwandelte sich das Wasser in den Kanälen der Lipidmembran nicht in Eis, sondern blieb in flüssigem Zustand.
Das Hauptinteresse der Wissenschaftler an diesen Studien war das Verhältnis von Wasser und Lipiden im Lipidmesophasenmaterial, das einige der erstaunlichen Eigenschaften eines solchen Materials bestimmt. Es wurde festgestellt, dass sich die Struktur der Mesophase bei -15 Grad Celsius von kubisch zu schuppig ändert, wenn die Mischung 12 Prozent Wasser enthält.
Die von Wissenschaftlern synthetisierten Lipidmembranen sind Kopien der Zellmembranen bestimmter Arten von Bakterien, die dank dieser Membranen in sehr kalten Umgebungen überleben können. Und ein neues weiches synthetisches Material, das von Wissenschaftlern entwickelt wurde, kann in Fällen verwendet werden, in denen es notwendig ist, das Einfrieren von Wasser bei niedrigen Temperaturen zu verhindern.
