Water heeft ongelofelijk veel ongewone kenmerken. Onderzoekers hebben nu een aantal nieuwe ontdekkingen omtrent het bijzondere watermolecuul gedaan en die zijn veelbelovend. Een beetje manipulatie zou de grootste problemen van deze wereld – van kanker tot landbouw – moeten kunnen oplossen.
De onderzoekers hebben gekeken naar de rol van water in de biologie en bestudeerden met name de interactie tussen moleculen. Dit laatste is van het grootste belang, omdat water het hele systeem en diens functies beïnvloedt.
De onderzoekers brachten watermoleculen in een superkoele staat. Hierbij blijft het water zelfs ver onder het vriespunt vloeibaar. In die staat worden anomalieën als het ware vergroot. “Als je water in een diepvries stopt dan bevriest het niet meteen,” legt onderzoeker Pradeep Kumar uit. “Het kost wat tijd. Als je extreem puur water hebt dan kun je naar zo’n 230 Kelvin (-43 graden Celsius) gaan en nog genoeg tijd hebben om verschillende fysieke eigenschappen van water – inclusief de specifieke warmte in vloeibare vorm – te meten.” Zo was Kumar in staat om de activiteit van watermoleculen en de interactie met hun ‘buren’ beter te meten.
In vloeibare staat vormt elk watermolecuul een viervlak; hij maakt contact met de vier dichtstbijzijnde watermoleculen. Deze viervlakken zijn echter niet perfect en worden beïnvloed door temperatuur en druk. De laatste twee factoren bepalen uiteindelijk welke moleculen samengaan. Kumar ontdekte dat dit er ook voor zorgt dat water warmte of kou kan weerstaan en zo ook de temperatuur van de biologische systemen waar het deel van uitmaakt, bepaalt.
Door dit onderzoek is duidelijk geworden waarom watermoleculen met elkaar samengaan. Door belangrijke factoren zoals druk of temperatuur te veranderen kan de samenstelling veranderen en worden ook de eigenschappen van water anders. Dat verklaart bijvoorbeeld waarom bepaalde medicijnen wel en anderen weer niet in water oplossen. Door de omstandigheden te manipuleren zouden wellicht alle medicijnen in water opgelost kunnen worden.
Ook helpt het onderzoek de oppervlaktespanning beter te begrijpen. “Hydrofobie begrijpen en weten hoe verschillende omstandigheden het veranderen is wellicht één van de meest fundamentele onderdelen als het gaat om het begrijpen van hoe proteïnen in water werken en hoe bepaalde biomoleculen zich stabiel houden. Als we dat begrijpen dan hebben we niet alleen een nieuwe manier van denken in de fysica en biologie, maar ook een nieuwe manier om gezondheid en ziekte te benaderen.”
