Water interacting with interfaces, ions and itself

Łukasz Piątkowski onderzocht de structuur van water in celmembranen. Dit water is belangrijk voor de eigenschappen en functie van de celmembraan. Piątkowski werkte met een nieuwe techniek die gebruikmaakt van ultrakorte infraroodpulsen. Hij ontdekte dat de watermoleculen nanoclusters vormen die volledig ingebed zijn tussen de vetmoleculen van de celmembraan. Verder blijkt dat watermoleculen in een groot volume water heel snel trillingsenergie aan elkaar door kunnen geven. Dit vermogen is belangrijk voor chemische en biologische processen in water waarbij energie vrijkomt. Uit de metingen blijkt dat watermoleculen aan het wateroppervlak aanzienlijk langzamer zijn in het doorgeven van energie. Dit is opvallend, omdat veel chemische reacties juist aan het oppervlak van water (celmembranen) en waterdruppeltjes (atmosfeer) plaatsvinden. Wel is het zo dat bij veel van de watermoleculen die zich aan het oppervlak bevinden, bepaalde organische verbindingen (hydroxylgroepen) uit het oppervlak steken. Uit de metingen blijkt dat deze uitstekende hydroxylgroepen als infrarood-antennes fungeren en efficiënt energie invangen en doorgeven.