Wassergefüges

Wassergefüge bezeichnet die zeitlich fluktuierende Anordnung von Wassermolekülen im flüssigen Zustand im Hinblick auf die Wasserstoffbrücken-Netzwerke. In der Flüssigkeit bildet jedes Molekül durchschnittlich drei bis vier Wasserstoffbrücken, wodurch ein dynamisches dreidimensionales Netzwerk entsteht. Da Wasserstoffbrücken ständig entstehen und abgebaut werden, gibt es keine feste Langzeitordnung; stattdessen entstehen kurzlebige lokale Motive oder Cluster, die kontinuierlich neu entstehen und wieder zerfallen.

Der Grad der Strukturierung hängt von Umweltbedingungen ab, insbesondere von Temperatur, Druck, Ionen und gelösten Substanzen. Allgemein gilt: Sinkende Temperaturen fördern tendenziell eine etwas tetraedrischere, ice-like lokale Ordnung, während gelöste Ionen Bereiche der Netzwerkkohärenz entweder erhöhen oder verringern können, abhängig von deren Eigenschaften (strukturgebend versus strukturdestabilisierend). Wasser zeigt zudem Anpassungen in der lokalen Struktur, die mit den charakteristischen Anomalien von Dichte und Wärmekapazität zusammenhängen.

Messmethoden und Modelle: Wissenschaftlich untersucht werden Wassergefüge durch Infrarot- und Raman-Spektroskopie, die Hinweise auf die O–H-Streckschwingungen geben, sowie durch Neutronen- und Röntgenstreuung, die Informationen über kurze Abstände und Ordnungen liefern. Molekulardynamik-Simulationen ergänzen dies, indem sie die Verteilung von Clustergrößen, Lebensdauern der Wasserstoffbrücken und die zeitliche Dynamik darstellen. Es entstehen Modelle mit unterschiedlichen Anteilen von mehr geordneter (niedrigdichte) und weniger geordneter (hochdichte) Motiven, die je nach Zustand variieren.

Wissenschaftliche Bewertung: Der Begriff ist in der Fachwelt vor allem als Beschreibung der dynamischen Netzwerke zu verstehen. Behauptungen über stabile, langfristige Strukturen oder über gesundheitliche Vorteile durch „strukturierte“ Wasserprodukte sind in der Regel wissenschaftlich nicht belegt und fallen außerhalb des etablierten Nachweises; solche Ansprüche werden häufig kritisch bewertet.