Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Theorie der unterkühlten Schmelze wurde bestätigt

29.04.2010
Forscher der CEA [1], des CNRS [2] und des ESRF [3] haben Schlüsselelemente für die Erklärung der Theorie der unterkühlten Schmelze gefunden.

Dieses Phänomen bezeichnet den Zustand, in dem eine Flüssigkeit nicht gefriert, obwohl sie sich unter ihrer Kristallisationstemperatur befindet.

Solche Erscheinungen sind beispielsweise bei Wassertropfen in Wolken zu beobachten. Bei Unterkühlung muss die Flüssigkeit sehr rein sein und darf keine Kristallkeime enthalten.

Die extreme Reinheit der Flüssigkeit verhindert die Kristallisation. Das Phänomen der Unterkühlung wurde 1724 von Fahrenheit entdeckt. Die aktuellen Theorien gehen davon aus, dass die innere Struktur von Flüssigkeiten mit der Kristallisation inkompatibel ist. Laut dieser Theorien organisieren sich die Atome in einer Fünfeck- Struktur. Für die Bildung eines Kristalls ist jedoch eine sich periodisch aufbauende Struktur erforderlich, um den Raum auszufüllen, was die fünfeckige Struktur nicht ermöglicht.

Für eine Kristallisation muss die fünfeckige Struktur aufgebrochen werden, so dass sich die Atome in einer neuen Struktur anordnen können.

Bei der Untersuchung von Nanodrähten aus Gold und Silizium für die Nanoelektronik konnten die Forscher des ESRF dieses Phänomen beobachten - die Metall/Halbleiter-Legierung blieb auch unter ihrer Kristallisationstemperatur flüssig. Mit Hilfe der Synchrotronstrahlung konnten die Forscher die Fünfeck- Theorie überprüfen.

Tobias Schülli, einer der Autoren der Studie, fasste die Versuche wie folgt zusammen:

"Wir konnten beobachten, was in einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche mit einer 5-Symmetrie-Struktur (wie ein Fünfeck) passiert. In diesem Fall entsteht eine starke Unterkühlung, was auf einer Oberfläche mit einer 3- oder 4-Symmetrie nicht beobachtet werden kann."

Diese Studie eröffnet neue Forschungsfelder in der Mikroelektronik und der Metallurgie.

[1] CEA: Behörde für Atomenergie und alternative Energien

[2] CNRS: Französisches Zentrum für wissenschaftliche Forschung

[3] ESRF: European Synchrotron Radiation Facility

Der vollständige im April 2010 in der Zeitschrift Natur veröffentlichte Artikel: http://sciences.blogs.liberation.fr/files/surfusion-or-silicium.pdf

Kontakte:

- Priscilla Dacher, CNRS Presse - Tel: 01 44 96 46 06 - E-Mail: priscilla.dacher@cnrs-dir.fr

- Marie Vandermersch, CEA Presse - Tel: 01 64 50 17 16 – E-Mail: marie.vandermersch@cea.fr

Quellen:

- "Pourquoi l'eau peut rester liquide à -10°C", Artikel aus dem Blog {science²} - 22.04.2010 http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2010/04/pourquoi-leau-peut-rester-liquide-%C3%A0-10c.html

- "Confirmation expérimentale des théories sur la surfusion ou pourquoi l'eau ne gèle pas dans les nuages" Pressemitteilung des CNRS - 21.04.2010, http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1862.htm

Redakteur: Etienne Balli, etienne.balli@diplomatie.gouv.fr

Wissenschaft-Frankreich (Nummer 182 vom 28.04.2010) Französische Botschaften in Deutschland und Österreich

| Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

nachricht Neue Perspektiven durch gespiegelte Systeme
05.12.2016 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften