Gleich zwei aktuelle Arbeiten aus dem Bereich der CUI-Forschung sind von der Redaktion der Fachzeitschrift „Nature Communications“ als besonders wichtige Beiträge zur anorganischen und physikalischen Chemie ausgewählt worden. Jeden Monat hebt das Redaktionsteam auf seiner Editors‘ Highlights Homepage ausgewählte Arbeiten hervor, um auf besonders interessante Veröffentlichungen in Nature Communications hinzuweisen. Beide Forschungsarbeiten, die jetzt hervorgehoben wurden, befassen sich mit dem Thema Wasser.
Die Ergebnisse, die im Rahmen einer Kollaboration zwischen den Forschungsgruppen von Prof. Christian Bressler (European XFEL), Prof. Franz X. Kärtner (Universität Hamburg, DESY, MIT), Prof. Robin Santra (DESY) und Prof. Michael Thorwart (Universität Hamburg) erzielt wurden, ermöglichen eine genauere Parametrisierung und Benchmarking bestehender und zukünftiger Wasser-Modelle:
Die Diagramme zeigen den THz induzierten Kerr-Effekt in Wasser und Referenzflüssigkeiten. © Nature Communications
Die Reaktionsketten biochemischer Prozesse werden von den dissipativen elektrostatischen Wechselwirkungen der Reagenzien mit Wassermolekülen bestimmt. Um die Wechselwirkung zu simulieren, müssen die Parameter der permanenten und der induzierten Dipolmomente bestimmt werden. Die Forscher nutzten eine Kombination von Terahertz Pump- und optischen Probe-Experimenten, Molekulardynamik-Simulationen und ein dynamisches Langevin-Modell und konnten so die transiente Orientierung der Dipolmomente zeigen. Durch optische Anregung wäre dies nicht möglich gewesen.
An der zweiten hervorgehobenen Arbeit ist die Gruppe von Prof. Jochen Küpper am CFEL beteiligt. Gemeinsam mit Kollegen der Universität Basel berichten die Wissenschaftler von DESY und der Universität Hamburg über zwei verschiedene Formen von Wassermolekülen mit fast identischen physikalischen Eigenschaften. Erstmals haben die Forscher gezeigt, dass diese beiden Formen unterschiedliche chemische Reaktivitäten aufweisen können. News zum Weiterlesen: Wasser ist nicht gleich Wasser.
Originalarbeiten:
Peter Zalden, Liwei Song, Xiaojun Wu, Haoyu Huang, Frederike Ahr, Oliver D. Mücke, Joscha Reichert, Michael Thorwart, Pankaj Kr. Mishra, Ralph Welsch, Robin Santra, Franz X. Kärtner & Christian Bressler
“Molecular polarizability anisotropy of liquid water revealed by terahertz-induced transient orientation”
Nature Communications 9, 2142 (2018)
DOI: 10.1038/s41467-018-04481-5
Ardita Kilaj, Hong Gao, Daniel Rösch, Uxia Rivero, Jochen Küpper, Stefan Willitsch
„Observation of different reactivities of para- and ortho-water towards trapped diazenylium ions“
Nature Communications 9, 2096 (2018)
DOI: 10.1038/s41467-018-04483-3
Nature Communications Editors‘ Highlights Inorganic and Physical Chemistry
Text: CUI