Van het ontstaan ​​van een enkele druppel tot het stromen van een rivier en de hydrologische cyclus van de wereld - hoe water zich aan elkaar bindt, en op verschillende oppervlakken, heeft verstrekkende gevolgen. Water onderzoeken door een nieuwe lens, een groep wetenschappers heeft opnieuw gedefinieerd hoe dit bindende effect werkt op het niveau van het kleinste molecuul.

Daten, wetenschappers hebben geloofd dat dunne waterfilms laag voor laag groeien om herkenbare vloeistofdruppels te vormen. Echter, door waterdruppels van nanogrootte in actie te visualiseren, een nieuwe studie gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang heeft dit traditionele model op zijn kop gezet.

Door nanodruppels op individuele minerale deeltjes in kaart te brengen, een groep onderzoekers van de Universiteit van Umeå, Yale University en Pacific Northwest National Laboratory ontdekten dat de "groei" van water eerst begint in de buurt van de defecte randen van mineralen. Vervolgens, dikkere waterfilms worden gevormd, voordat de oppervlaktespanning het overneemt om het minerale oppervlak te verzwelgen en bekende waterdruppels te vormen.

Om hun bevindingen te doen, het team gebruikte een nieuwe cocktail van atoomkrachtmicroscopie (AFM) en infraroodlasers in het Environmental Molecular Sciences Laboratory van het Pacific Northwest National Laboratory.

"Dit is de eerste keer dat we waterdruppels direct op nanoschaal hebben kunnen zien, en tot onze verbazing vonden we een selectief bindend effect bij defecte randen van minerale nanodeeltjes, " zegt Sibel Ebru Yalcin, onderzoekswetenschapper werkzaam in het Malvankar Lab in Yale, en de eerste auteur van de studie.

"Als we op een nieuwe manier naar deze belangrijke vraag kijken, en op nanoschaal, heeft echt een al lang bestaand mysterie opgelost in hoe water zich bindt aan mineralen", zegt professor Jean-François Boily, toonaangevende expert in minerale oppervlaktechemie aan de universiteit van Umeå.

Zijn lab bedacht dit project en kreeg toegang tot de beeldvormingsfaciliteiten van het Environmental Molecular Sciences Laboratory. De Umeå-groep gebruikt deze nieuwe bevindingen nu om te onderzoeken hoe deze selectieve binding van water de natuurlijke processen beïnvloedt die plaatsvinden in de bodem en in de atmosfeer.