21. NOVEMBER 2017

zurück

kommentieren drucken  

Goldpartikel heilen sich selbst


Science

Materialien mit Formgedächtnis müssen bislang mühsam aus verschiedenen Komponenten zusammengesetzt werden. Jetzt haben Forscher Selbstheilungskräfte bei reinem Gold entdeckt.

Selbstheilende Materialien können Schäden wie Kratzer, Risse oder Dellen selbstständig reparieren und ihre ursprüngliche Gestalt wieder annehmen. Dafür müssen sie aus mehreren Komponenten zusammengesetzt werden, deren kombinierte Eigen-schaften zu den gewünschten Eigenschaften führen. Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und am Technion – Israel Institute of Technology haben jetzt entdeckt, dass auch winzige Partikel aus reinem Gold Selbstheilungsfähigkeiten haben.

»Bislang hat man sich bei der Suche nach solchen Werkstoffen auf Kunststoffe aus vielen Bestandteilen und komplizierten Strukturen konzentriert«, so Christian Brandl vom Institut für Angewandte Materialien – Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM). Deren Selbstheilungskräfte basieren allesamt auf der kollektiven Umwandlung der Phasen eines oder mehrerer Stoffe.

Bei Metalllegierungen beruht der Formgedächtniseffekt auf dem Phänomen, dass sie in zwei un-terschiedlichen Kristallstrukturen existieren können, die von einer bestimmten Temperatur abhängen. Verändert sich diese, »erinnern« sich die Metalle an ihre frühere Formgebung, die sie bei der jeweiligen Temperatur innehatten.

Eine Selbstheilung oder ein Formgedächtnis von reinen Metallen war bislang gänzlich unbekannt. Eine Forschergruppe um Dr. Christian Brandl am (KIT) und Eugen Rabkin am Technion – Israel Institute of Technology haben aber jetzt diesen Effekt bei Goldpartikeln beobachtet. Die Partikel nahmen dabei nahezu vollständig ihre ursprüngliche Form wieder an. »Das Faszinierendste ist, dass die wiederhergestellten Partikelformen nicht denen mit der geringsten Oberflächenenergie entsprachen, was wir erwartet haben«, so Brandl.

Zunächst in Simulationen in Hochleistungsrechnern und dann real mit der Messspitze eines Rasterkraftmikroskops hatten die Forscher den Partikeln mechanische Schäden beigebracht. Sie stellten fest, dass sich durch Ausglühen bei Temperaturen weit unterhalb der Schmelztemperatur von Gold Goldatome entlang von Oberflächenstufen zurück in die Dellen bewegen und diese fast vollständig wieder auffüllten. Solche Oberflächenstufen treten in vielen verformten Metallen auf. Deshalb rechnet Brandl damit, dass auch andere Metalle Selbstheilungseigenschaften haben.
www.kit.edu

kommentieren drucken  


ANZEIGE

 

 
» Finden Sie weitere Fachartikel in unserem Artikelarchiv

  Jetzt Newsletter
abonnieren!


Themenvorschau bbr (PDF)

bbr Bänder Bleche Rohre - Themenvorschau

   Themenvorschau 7-2017

bbr Sonderhefte und Supplements