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Neue Materialien zur Konstruktion zweidimensionaler Quasikristalle

Anders als klassische Kristalle besitzen Quasikristalle zwar ein übergeordnetes Muster, bestehen jedoch nicht aus periodischen Einheiten. Sie bilden so faszinierende Mosaike, deren Entstehung kaum verstanden ist. Forscher der Technischen Universität München (TUM) stellen nun im Rahmen einer internationalen Kooperation eine Methodik vor, mit der sich zweidimensionale Quasikristalle aus metall-organischen Netzwerken herstellen lassen. Dieser Ansatz ermöglicht es, neue quasikristalline Strukturen zu bauen und vielversprechende Materialien zu entwickeln.

Rastertunnelmikroskopische Aufnahme des quasikristallinen Netzwerks (Bild: J. I. Urgel / TUM)

Quasikristallines Netzwerk aus mit para-Quaterphenyl–Dicarbonitril vernetzten Europium-Atomen auf einer Gold-Oberfläche (gelb) (Bild: Carlos A. Palma / TUM)

Als der Physiker Daniel Shechtman 1982 die Ergebnisse seines letzten Experimentes ansah, war er so überrascht, dass er verblüfft drei Fragezeichen in sein Laborbuch notierte. Vor ihm lag ein kristallines Muster, das zu dieser Zeit als unmöglich galt. Denn nach der seinerzeit kanonischen Lehrmeinung weisen Kristalle immer eine sogenannte Translationssymmetrie auf. Sie bestehen aus einer einzigen Grundeinheit, der sogenannten Elementarzelle, die sich in allen Raumrichtungen immer wieder genau gleich wiederholt.

Shechtmans Muster jedoch wies zwar auf eine globale Symmetrie hin, jedoch ließen sich die einzelnen Bausteine nicht durch einfache Verschiebung aufeinander abbilden – der erste Quasikristall war entdeckt. Trotz teilweiser massiver Kritik namhafter Kollegen hielt Shechtman unbeirrt an seinem Konzept fest und revolutionierte so das wissenschaftliche Verständnis von Kristallen und Festkörpern. 2011 wurde er dafür schlussendlich mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet. Unter welchen Bedingungen und auf Grund welcher Mechanismen die faszinierenden Strukturen jedoch entstehen, bleibt bis heute jedoch vielfach ein Rätsel. [...]

Den Volltext der Pressemitteilung finden Sie hier.



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Redaktion: Dipl.-Ing. Fahima Fischer
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