Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Geheimnis des Glasübergangs auf der Spur: Wissenschafter der TU Graz sind Wegbereiter für neue Hochleistungsmaterialien

06.09.2007
US-Zeitschrift veröffentlicht Ergebnisse der TU-Forscher

Gläser sind im täglichen Leben eher als Trinkbehälter oder als flache Scheiben in Fenstern bekannt. Tatsächlich aber ist aus physikalischer Sicht die Gruppe der Gläser weit vielfältiger: Sie umfasst Festkörper mit außergewöhnlichen Eigenschaften, bei denen der flüssige Zustand eingefroren ist.

Physikern des Instituts für Materialphysik der TU Graz ist es nun in Zusammenarbeit mit deutschen und chinesischen Wissenschaftern gelungen, einen wichtigen Beitrag zur Aufklärung der Mechanismen des so genannten Glasübergangs - des Übergangs vom amorphen, also strukturlosen Festkörper in den Zustand der unterkühlten Schmelze - zu leisten.

Die renommierte amerikanischen Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlichte die Ergebnisse, die große Praxisrelevanz versprechen.

Ob für die Medizintechnik, Sportgeräte oder moderne Hochleistungsstähle: Immer mehr Metalle lassen sich in den amorphen Zustand bringen. Damit zählen sie zu den "metallischen Gläsern", deren ungeordnete Strukturen außergewöhnliche mechanische und magnetische Eigenschaften besitzen sowie hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen. "Der so genannte Glasübergang in diesen Festkörpern ist von enormer Bedeutung für die Beschaffenheit der Materialien, Wissen über diesen Vorgang daher von zentraler Bedeutung für mögliche Anwendungen", erläutert Projektleiter Wolfgang Sprengel vom Institut für Materialphysik der TU Graz.

"Beim Glasübergang ändern sich die mechanischen Materialeigenschaften rapide mit der Temperatur", erklärt der Wissenschafter. "Aus unseren neuesten Untersuchungen können wir schließen, dass sich metallische Gläser in der Nähe des Glasübergangs ähnlich verhalten wie kristalline Metalle bei Erwärmung: Sie sind wesentlich von der Einführung freier atomarer Plätze bei höheren Temperaturen bestimmt, die bei Absenkung der Temperatur wieder verschwinden", so Sprengel.

Ausgedehnt gemessenes Glas

Der Nachweis gelang den Forschern, die mit Wissenschaftern der Universitäten Beijing, Stuttgart und Ulm kooperieren, mit der "Methode der zeitdifferenziellen Dilatometrie": "Darunter verstehen wir eine zeitabhängige Ausdehnungsmessung bei konstanter Temperatur nach raschen Temperaturwechseln, mit der wir Änderungen der Materialabmessungen bis in den Nanometerbereich bestimmen können", so Sprengel, der die lasergestützte Messmethode am Institut für Materialphysik der TU Graz weiterentwickelt.

"Die Ergebnisse der Forschungsarbeit sind ein wichtiger Schritt für das Verständnis amorpher Materialien wie Quarzglas und Polymere und sind von großer Bedeutung für die Festkörper- und Materialphysik", zeigt sich Institutsleiter Roland Würschum optimistisch. Die Arbeit wurde kürzlich in der renommierten amerikanischen Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS, Bd. 104 (2007), S. 12962) veröffentlicht und ist online unter http://www.pnas.org/cgi/content/short/104/32/12962 verfügbar.

Rückfragen:
Dr.rer.nat. Univ.-Doz. Wolfgang Sprengel
Institut für Materialphysik
Email: w.sprengel@TUGraz.at
Tel: +43 (316) 873 - 8686

Alice Senarclens de Grancy | idw
Weitere Informationen:
http://www.TUGraz.at
http://www.pnas.org/cgi/content/short/104/32/12962

Weitere Berichte zu: Festkörper Glasübergang Materialphysik Temperatur

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