SELTSAME REGELVERLETZUNG
Eine rätselhafte Verletzung elektromagnetischer Regeln hat eine überraschende Erklärung. Wasser hilft gleichen Ladungen, sich anzuziehen. Der Effekt hat weit reichende Auswirkungen auf Chemie und Biologie.
Entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an, gleiche Ladungen stoßen sich ab – doch das gilt nicht immer. Unter bestimmten Umständen können geladene Teilchen diese Regeln brechen, fand eine Arbeitsgruppe um Madhavi Krishnan von der University of Oxford heraus. Sie brauchen dazu allerdings etwas Hilfe, wie das Team nun in der Fachzeitschrift »Nature Nanotechnology« berichtet. Teilchen, die in einer Flüssigkeit gelöst sind, können mit deren Molekülen so wechselwirken, dass sich gleiche Ladungen anziehen. Solche Effekte können sogar die Symmetrie zwischen den Ladungen brechen: Positiv geladene Teilchen ziehen sich gegenseitig an, während sich gleichzeitig negativ geladene Teilchen gegenseitig abstoßen. Die Entdeckung hat weit reichende Folgen für Phänomene wie die Bildung von Kristallen oder Wechselwirkungen zwischen Proteinen.
Schon länger ist speziell in der Biologie bekannt, dass sich gleich geladene Moleküle oder gar größere Strukturen manchmal anzuziehen scheinen. Was fehlte, war aber eine Erklärung dafür: Alle anderen Wechselwirkungen galten als zu schwach, um die Abstoßung der Ladungen zu kompensieren. Um das Rätsel zu lösen, untersuchte die Arbeitsgruppe das Verhalten von negativ und positiv geladenen Nanoteilchen aus Silikat in Wasser und Ethanol. Die Erklärung für die seltsame Anziehung gleich geladener Teilchen liegt demnach im Verhalten des Wassers an der Oberfläche der Teilchen. Deren Ladungen zwingen den ebenfalls mit negativen und positiven Bereichen ausgestatteten Wassermolekülen eine bestimmte Ordnung um die geladenen Teilchen herum auf.
