Wenn Wasser gefriert, richten sich seine Moleküle in dreidimensionalen Gitterstrukturen aus, erläutert die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH) in einer Mitteilung. Können die Moleküle gezwungen werden, ihre ungeordnete Form beizubehalten, gefriert das Wasser auch bei Minustemperaturen nahe des absoluten Nullpunkts nicht.
Gemeinsam mit Forscherkollegen der Universität Zürich (UZH) haben Chemiker und Physiker der ETH eine Methode gefunden, mit der die Kristallbildung der Moleküle verhindert werden kann. Dazu haben die Forscher eine neuartiges Material aus Fettmolekülen entwickelt. In ihrer Lipid-Mesophase ordnen sich Membrane aus Fettmolekülen als ein Geflecht von Kanälen an, die jeweils weniger als einen Nanometer Durchmesser haben.
In den engen Kanälen der Lipid-Mesophase kann das Wasser keine Kristalle bilden, erläutert die ETH in der Mitteilung. „Neu an unseren Lipiden ist, dass dreigliedrige Kohlenstoffringe in bestimmte Positionen der hydrophoben Teile des Moleküls eingebaut wurden“, wird Ehud Landau, Professor für Chemie der Universität Zürich, in der Mitteilung zitiert. „Dies führt zu einer Krümmung der Lipide, was die winzigen Wasserkanäle schafft und verhindert, dass die Lipide kristallisieren können.“
Das neue Material soll anderen Forschern zur Isolation und Aufbewahrung grosser Biomoleküle dienen. Diese würden beim normalen Einfrieren in der Regel durch die Eiskristalle beschädigt, erläutert Raffaele Mezzenga, Professor für Lebensmittel und weiche Materialien der ETH Zürich, in der Mitteilung. Mit der neuen Mesophase können solche Moleküle hingegen in ihrem ursprünglichen Zustand erhalten und untersucht werden. hs
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