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 Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern
17.08.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

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: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

Gold shines through properties of nano biosensors

17.08.2017 | Physics and Astronomy

Greenland ice flow likely to speed up: New data assert glaciers move over sediment, which gets more slippery as it gets wetter

17.08.2017 | Earth Sciences

Mars 2020 mission to use smart methods to seek signs of past life

17.08.2017 | Physics and Astronomy