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Struktur und Dynamik Poster: Mi., 14:00–16:30 M-P148
Struktur und Dynamik von Wasser in Pflanzenzellwänden
Martin Müller 1 , Ingo Grotkopp 1 , Fanni Juranyi 2 , Christoph Czihak 3,4 , Gero
Vogl 3 , Helmut Schober 4
1 Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Kiel, 24098 Kiel –
2 SINQ, Paul–Scherrer–Institut, CH–5232 Villigen PSI, Schweiz – 3 Institut für Materialphysik,
Universität Wien, Strudlhofgasse 4, A–1070 Wien, Österreich – 4 Institut
Laue–Langevin, B. B. 156, F–38042 Grenoble Cedex 9, Frankreich
Über viele einzigartige Eigenschaften von Wasser wurde in den letzten Jahrzehnten berichtet.
Wasser, das in den ungeordneten Bereichen von Zellulose, dem Hauptbestandteil
von Pflanzenzellwänden, adsorbiert, zeigt Flüssigkeitsdynamik unter dem Gefrierpunkt.
Allerdings sind weder die strukturellen Eigenschaften von Wasser in Zellulose
noch die Natur des Phasenübergangs in eine feste Phase komplett verstanden. Unsere
Streuexperimente mit Neutronen können helfen, ein Modell für die Struktur und Dynamik
von Wasser in Zellwänden unter 0 ◦ C zu entwickeln. Beim Abkühlen friert ein
zunehmender Anteil der Wassermoleküle in einem graduellen, heterogenen Glasübergang
zu einer neuen Art amorphen Eises ein. Der Rest wird unterkühlt und bleibt bis
hinunter zu 200 K flüssig, allerdings mit einer stark verlangsamten Dynamik.
In Modellen der Wasseradsorption in Zellulose wird angenommen, daß jeweils 1–3
Wassermoleküle in bestehende Wasserstoffbrückenbindungen eingefügt werden. In einer
neuen Untersuchung mit inelastische Neutronenstreuung von Wasser in orientierten
Zellulosefasern konnten wir finden, daß die dynamischen Eigenschaften des adsorbierten
Wassers ähnlich anisotrop wie seine Umgebung ist. Dies könnte erklären, warum sich
keine ausgedehnten Netzwerke kristallinen Eises in Pflanzenzellwänden ausbilden.