Het watermolecuul blijft een bron van onderzoek en verbazing.
In de lezing, die Wetsus onderzoeker Adam Wexler op 17 november 2016 gaf in Tresoar in Leeuwarden, werd een fascinerende kijk op het gedrag en de eigenschappen van water met het publiek gedeeld. De lezing werd georganiseerd door de Culturele Onderneming, die meer interessante Lunchlezingen op het programma heeft staan (www.decultureleonderneming.nl)
Fysica. De combinatie van twee waterstof en één zuurstofatoom is een bijzondere omdat een aantal elektronen niet gebonden is en er voor zorgt dat watermoleculen ten opzichte van elkaar eigenlijk altijd in beweging zijn. Adam vergeleek dit met mensen tijdens een dance party. Een beeld dat zich sindsdien niet uit mijn hoofd heeft kunnen verwijderen.
Stadia. Water is ook bijzonder omdat het tot nu toe in drie vormen bekend was: als vloeibare materie, als vaste stof ijs wanneer het voldoende afgekoeld is en als damp boven de 100 graden wanneer water de fluitketel verlaat en waterdamp wordt. Wat heel bijzonder is dat wanneer water koud wordt het als ijs op water kan drijven. Er is eigenlijk geen andere vloeistof die dit gedrag vertoont. IJs drijft op water omdat het bij vorming enorm uitzet (Adam liet daar mooie kristal structuren van zien) zodat het gewicht per oppervlakte kleiner wordt.
Al in 1895 is er een bijzonder experiment uitgevoerd door Lord Armstrong (“the electrical engineer 10 februari 1893 zie hieronder). Die een elektrische stroom tussen twee glazen met water aanbracht. Nu bleek er een zogenaamde waterbrug zich te vormen (plaatje). Het fenomeen was dus al lang bekend maar weinig onderzoekers hadden er zich verder aan gewaagd.
“Taking two wine-glasses filled to the brim with chemically pure water, I
connected the two glasses by a cotton thread coiled up in one glass, and
having its shorter end dipped into the other glass. On turning on the
current, the coiled thread was rapidly drawn out of the glass containing it,
and the whole thread deposited in the other, leaving, for a few seconds, a
rope of water suspended between the lips of the two glasses.”
Bron: Website Wetsus.
In het eerste decade van deze eeuw kwam een groep in Amsterdam waarin ook Adam Wexler (van oorsprong een in Amerika opgeleide bioloog met een brede belangstelling) zat. Men ontdekte in de waterbrug een bijzonderheid. Wanneer je water in ijsvorm en water in vloeibare vorm vergelijkt kun je op allerlei manieren en met diverse technieken meten hoeveel bewegingen er in plaats vinden. Er is een duidelijk verschil in activiteit van de watermoleculen wanneer ze in de ijs-fase zitten t.o.v. in een vloeibare fase. De activiteiten gemeten in de waterbrug bleken echter van beide stadia weer duidelijk af te wijken. Hiermee lijkt dit een vierde vorm van aanwezigheid te zijn van het H2O molecuul. Is dit de fase waarin water in een lichaam aanwezig is? Zeker is dat er op bijzonder veel plaatsen sprake is van een potentiaalverschillen. Tussen zoet en zout water is wellicht het bekendste: op de Afsluitdijk is men momenteel aan het meten hoe hiermee energie kan worden gegenereerd. Op cel niveau wordt dit fenomeen altijd al gebruikt om vloeistoffen te laten bewegen en stoffen af te geven zoals hemoglobine in bloed. Er wordt momenteel in Amsterdam en Leeuwarden verder gewerkt aan dit fundamentele onderzoek naar hoe water zich onder verschillende fysische omstandigheden gedraagt en het laatste woord is er zeker niet over geschreven.
Mijn conclusie als hydro-ecoloog die zich meer met de rol van water in het landschap heeft bezig gehouden dan met de fundamentele eigenschappen van dit onmisbare onderdeel van het leven is dat we nog lang niet alles begrijpen van deze ongrijpbare materie. Een fascinerende gedachte uit The Water Book van Alok Jha (2015) is deze van Tom Robbins: “mensen werden uitgevonden door water als manier om zichzelf te transporteren”….
HJ
Literatuur
Alok Jha The Water Book, 2015. Headline Publishing Group.
Adam Wexler, lezing Tresoar Leeuwarden 17 november 2016, georganiseerd door de Culturele Onderneming.
Armstrong (1893). THE ELECTRICAL ENGINEER, FEBRUARY 10, 154-155.
Website Wetsus www.wetsus.nl
