Wasser (H₂O) ist nicht nur universelles Lösungsmittel, sondern ein zentrales funktionelles Medium in zahlreichen materialwissenschaftlichen Prozessen. Seine Anomalien – hohe Wärmekapazität, Dichtemaximum bei 4 °C, starke Wasserstoffbrückenbindung – prägen Transport-, Reaktions- und Stabilitätseigenschaften von Werkstoffen.

Thermodynamische Zustände und Reaktivität
In Abhängigkeit von Druck und Temperatur ändert Wasser seine dielektrischen und diffusionsbezogenen Eigenschaften stark. Unterkritisches Wasser (unterhalb des kritischen Punkts 374 °C, 22,1 MPa) weist bereits deutlich verringerte Dielektrizitätskonstanten und verbesserte Löslichkeit organischer und anorganischer Spezies auf und wird für hydrothermale Synthesen, Korrosionsuntersuchungen und grüne Prozesschemie genutzt. Ultrapures Wasser, mit extrem niedriger Leitfähigkeit und minimalem Ionengehalt, ist essenziell für Halbleiterfertigung, Dünnschichtprozesse und Hochpräzisionsanalytik, erfordert jedoch strikte Werkstoffauswahl wegen ausgeprägter Korrosions- und Leaching-Tendenz.

Ressourcen und Nachhaltigkeit
Meerwasser stellt den größten Wasserspeicher dar und ist für die Werkstofftechnik insbesondere im Kontext der Meerwasserentsalzung (Membranen, Korrosionsbeständigkeit, Scaling) relevant. Nachhaltige Wassergewinnung adressiert die Minimierung des Energie- und Chemikalieneinsatzes sowie die Langlebigkeit der eingesetzten Materialien. Atmosphärische Wassergewinnung nutzt sorptive oder kondensative Prozesse an Oberflächen; hier stehen Oberflächenchemie, Porenstruktur, Benetzbarkeit und Alterungsprozesse im Fokus.

Interaktion mit Werkstoffen
Wasser beeinflusst praktisch alle Werkstoffklassen: Korrosion von Metallen, Hydrolyse und Spannungsrissbildung in Polymeren, Alkali-Silika-Reaktion in Zement, Hydratations- und Degradationsprozesse in keramischen und biobasierten Werkstoffen. Das Verständnis der molekularen Wechselwirkungen von Wasser an Grenzflächen ist daher grundlegend für die Entwicklung langlebiger, nachhaltiger Materialien und wasserbezogener Technologien.