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Das Wasser wurde auf eine Rekordtemperatur erhitzt

16.05.2018

Wissenschaftler des Deutschen Forschungszentrums für Teilchenphysik DESY und der Universität Uppsala (Schweden) haben ein Experiment zur ultraschnellen Erwärmung von Wasser mit einem Röntgenlaser (Razer) durchgeführt – und geschaut, ob das Ergebnis mit der Simulation übereinstimmt.

Normalerweise besteht das Erhitzen beim Kochen von Wasser darin, kinetische Energie durch Vibration unter Verwendung von Konvektion oder Wärmestrahlung auf Moleküle zu übertragen. Aber in diesem Fall verwendeten die Physiker eine andere Methode, bei der Energie durch Ionisation durch einzelne Femtosekundenpulse eines Freie-Elektronen-Röntgenlasers übertragen wird. Dies verursacht eine schnelle Ionisierung mit dem Auftreten eines exotischen Plasmazustands, der als warme dichte Materie (WOM) bekannt ist.

Warm Dense Matter (WDM) ist der Aggregatzustand von Materie, der in seinen Parametern zwischen einem Festkörper und einem idealen Plasma liegt. Es ist zu dicht, um als Plasma beschrieben zu werden, und zu heiß, um in der Physik der kondensierten Materie berücksichtigt zu werden. Mit anderen Worten, es ist etwas zwischen einem Plasma und einem Festkörper. Es ist viel dichter als Plasma (zwischen 0,01 und 100 g/cm2) und hat in manchen Fällen das doppelte spezifische Gewicht des Feststoffs, aus dem es gewonnen wird. Im Allgemeinen eine Art Schrödinger-Stoff.

Das aktuelle Experiment zur Gewinnung von TPR aus Wasser wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern des Center for Research on Free Electron Lasers (CFEL) bei DESY durchgeführt. Das Erhitzen von Molekülen bei gleichzeitiger Untersuchung des Zustands wurde mit einem Freie-Elektronen-Röntgenlaser am SLAC National Laboratory of Accelerators (USA) durchgeführt. Vielmehr erfolgten extrem intensive ultrakurze Röntgenblitze von 6,86 keV (über 106 J/cm2) durch einen Wasserstrahl.

In weniger als 75 Femtosekunden, also 75 Quintillionstel Sekunden, durchläuft Wasser einen Phasenübergang von Flüssigkeit zu Plasma. Plasma ist ein Materiezustand, in dem Elektronen aus Atomen entfernt werden, wodurch eine Art elektrisch geladenes Gas entsteht.

„Aber während der Umwandlung einer Flüssigkeit in ein Plasma behält Wasser immer noch die Dichte der Flüssigkeit, da die Atome noch keine Zeit hatten, sich wesentlich zu bewegen“, erklärt Co-Autor des Experiments Olof Jonsson (Olof Jonsson) von der Universität Uppsala .

Einen solch exotischen Materiezustand findet man in einem natürlichen Zustand auf der Erde nicht: „Er hat die gleichen Eigenschaften wie einige Plasmen in der Sonne und im Gasriesen Jupiter, aber nur bei geringerer Dichte. Dabei ist er heißer als der der Erde.“ Ader." Wenn Sie ein Experiment mit Wasser durchführen, können Sie die Eigenschaften von Wasser in einem so exotischen Zustand besser kennenlernen. Dies ist umso wichtiger angesichts einiger der wirklich einzigartigen Eigenschaften dieser Substanz:

„Wasser ist wirklich eine seltsame Flüssigkeit, und ohne seine Besonderheiten wären viele Dinge auf der Erde nicht so, wie sie sind, insbesondere das Leben“, betonte Jonsson. Wasser hat viele anomale Merkmale und Eigenschaften, einschließlich Dichte, Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit.

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Jacke aus Graphen 23.08.2018

Das Startup Vollebak bietet Kleidung an, die im nächsten Einkaufszentrum offensichtlich schwer zu kaufen sein wird. Zumindest für jetzt. Das Unternehmen hat gerade die weltweit erste Graphenjacke herausgebracht.

Graphen ist eine transparente Kohlenstoffschicht mit einer Dicke von einem Atom, die erstmals 2004 erhalten wurde. Es ist das stärkste aller bisher entdeckten Materialien, es ist hochflexibel und hochleitfähig. Und jetzt kannst du es immer noch am Körper tragen.

Vollebak hat eine Wendejacke aus dehnbarem Nylon konstruiert, das auf einer Seite mit einer Graphenschicht beschichtet ist. Die Vorteile einer solchen Graphenbeschichtung hängen davon ab, wie eine Person eine Jacke trägt. Wenn Sie es irgendwo mit einer Wärmequelle lassen und es dann mit Graphen hineinlegen, beginnt die Kleidung, den Körper zu erwärmen. Es kann auch die Temperatur von wärmeren Körperteilen zu weniger warmen Teilen umverteilen.

Das Graphen-Material produziert außerdem im Vergleich zu anderen Materialien weniger Feuchtigkeit beim Kontakt mit der Haut, sodass Ihre Kleidung nicht klebt, wenn Sie schwitzen. Bakterien können auf Graphen nicht wachsen, das Material atmet, lässt aber gleichzeitig kein Wasser durch, sodass Sie im Regen nicht nass werden, aber der Schweiß verdunstet trotzdem. So steht es in der Pressemitteilung von Vollebak. Diese Jacke kostet $695.

Da Graphen ein neues Material für Kleidung ist, hofft das Unternehmen, dass Kunden mit der Jacke experimentieren und dabei Eigenschaften entdecken, die sonst niemand kennt.

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