Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschergruppe unter Bayreuther Leitung mit neuen Erkenntnissen zur Beständigkeit von Gold

02.02.2007
Dass Gold keinesfalls zu beständig ist wie bisher angenommen, belegen Forschungen einer internationalen Gruppe unter Bayreuther Leitung, die heute in der aktuellen Ausgabe der angesehenen Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlicht werden.

Mit der Synergie von Experiment und Theorie hat eine Forschergruppe unter der Leitung von Privatdozent Dr. Leonid Dubrovinsky (Bayerisches Geoinstitut der Universität Bayreuth) herausgefunden, dass Gold, das in vielerlei Hinsicht edelste aller Elemente, hinsichtlich seiner Kristallstruktur tatsächlich "unedler" als Kupfer, Silber und Platin ist.

Die Einzigartigkeit des Goldes und seine besondere Rolle in der menschlichen Gesellschaft von Anfang an sind sehr eng mit seiner außergewöhnlichen Unempfindlichkeit gegenüber chemischen Reaktionen sowie extremen Drücken und Temperaturen verbunden. Gold war immer ein Synonym für Haltbarkeit und Beständigkeit. Bei normalem Umgebungsdruck nimmt Gold seine Gestalt als flächenzentrierte, kubische Struktur (fcc) an und bleibt nach bisherigem Kenntnisstand in dieser Form bei Drücken bis mindestens 180 GPa (1 Million achthunderttausend Atmosphären) stabil.

In einem heute in der angesehenen Fachzeitschrift "Physical Review Letters" erscheinenden Fachartikel berichten Geo- und Materialwissenschaftler des Bayerischen Geoinstituts der Universität Bayreuth mit Kollegen der Universität Heidelberg (Mineralphysik und Strukturforschung) und Wissenschaftlern aus Frankreich und Schweden zum ersten Mal über ihre Entdeckung einer Umwandlung des Goldes (Phasenübergang). Mit einer Serie von Experimenten in beheizbaren Diamantstempelzellen wurde gezeigt, dass Gold bei Drücken oberhalb von ~240 GPa die dichtere Kristallstruktur einer hexagonal-dichtesten Kugelpackung (hcp) annimmt.

Bei dieser neuen Forschungsarbeit gibt es verschiedene wichtige Aspekte. Bisher ließen sich Röntgenbeugungsexperimente bei Drücken oberhalb von 100 GPa lediglich in großen Teilchenbeschleunigern (Synchrotron) realisieren, von denen es weltweit nur wenige gibt. Wissenschaftler am Bayerischen Geoinstitut haben mit finanzieller Unterstützung der Deutsche Forschungsgemeinschaft eine neuartige Apparatur entwickelt, mit der sich neue Wege in der Materialforschung beschreiten lassen. Materie kann hier unter enormem Druck bis über 2,5 Millionen Atmosphären (was zum Beispiel dem Druck im Erdkern in einer Tiefe von 5500 km entspricht) erforscht werden.

Fortschritte in der Hochdrucktechnologie erfordern Vergleichsstandards, die für Druckbereiche bis zu mehreren Millionen bar einsetzbar sind. Die große Druck- und Temperaturstabilität von Gold mit einer fcc-Struktur sowie dessen hohe isothermale Kompressibilität machten das Edelmetall bisher zu einem sehr attraktiven Druck-Standard bei Hochdruck-/Hochtemperatur-Experimenten in Druckbereichen oberhalb von 100 GPa. Der druckbedingte Strukturänderung von Gold bei Drücken oberhalb von 240 GPa, stellt eine "natürliche" Begrenzung bei der Verwendung von fcc-Gold als Standard dar.

Der Druck, der notwendig ist, einen Phasenübergang des Goldes zu bewirken, ist zu hoch, um etwas Ähnliches wie eine "Goldpest" analog zu der "Zinnpest" - einer chemische Reaktion mit der langsamen Überführung des metallischen Zinns in eine andere, nicht-metallische Zinnverbindung in Form von unbrauchbarem Staub bei niedrigen Temperaturen - .auf der Erde befürchten zu müssen. Jedoch machen neue experimentelle und theoretische Ansätze immer wieder deutlich, dass es kein "absolut" unveränderliches Material gibt; und Gold, als das Edelste aller Metalle, macht da von dieser Regel keine Ausnahme.

Quellenangabe
L. Dubrovinsky, N. Dubrovinskaia, W. A. Crichton, A. S. Mikhaylushkin, S. I. Simak, I. A. Abrikosov, J. S. de Almeida, R. Ahuja, W. Luo, and B. Johansson.
Noblest of All Metals Is Structurally Unstable at High Pressure
Phys. Rev. Lett. 98, 045503 (2007)

Jürgen Abel | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de/

Weitere Berichte zu: Beständigkeit GPa Geoinstitut Phasenübergang

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie