Was bei einem Unfall im Labor entsteht ...

2. August 2001, 11:18
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Explosiver Sprengstoff, siebenfach stärker als TNT

Garching - Ein Forscherteam der Technischen Universität München hat bei einem Labor-Unfall zufällig einen besonders explosiven Sprengstoff entdeckt. "Es könnte sich um das stärkste chemische Sprengmaterial handeln, das je gefunden wurde", sagte der Leiter des Labors, Dmitri Kovalev, in Garching bei München.

Bei der Substanz handle es sich um eine besondere Art von Silizium mit einer siebenfach stärkeren Sprengkraft als TNT. Damit bestätigte Kovalev einen Bericht des Wissenschaftsmagazins "NewScientist".

Winzige Teilchen aus porösem, schwammförmigen Silizium reagierten wegen eines Lecks im Experiment mit dem Sauerstoff der Luft so heftig, dass der gesamte Versuchsaufbau zerstört wurde. Die Wissenschaftler veröffentlichen ihre explosiven Erkenntnisse im Fachblatt "Physical Review Letters".

Erklärung

Nach weiteren Überlegungen fanden sie nun die Erklärung für die Explosion. "Herkömmliche Sprengstoffe bauen auf Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff auf. Doch Silizium hat eine viel größere Bindungsenergie", so Kovalez. In ihrem Experiment werden die wenige milliardstel Meter (Nanometer) kleinen Silizium-Partikel mit einer Schutzschicht aus einer Atomlage Wasserstoff umgeben. Dringt bei den tiefen Temperaturen, bei denen die Forscher experimentieren, flüssiger Sauerstoff durch eine Lücke in dieser Schutzschicht ein, setzt eine heftige Kettenreaktion ein.

Poröses Silizium ist ähnlich wie ein Schwamm aufgebaut. Daher verfügt es über eine extrem große Oberfläche, an der die Reaktion stattfinden kann. Beeindruckt waren die Forscher über die Schnelligkeit der Explosion. "Die Reaktion dauert maximal eine Mikrosekunde, vielleicht auch nur einige hundert Nanosekunden", so Kovalev. Dabei brechen die starken Bindungen zwischen den Siliziumatomen auf und verknüpfen sich mit den Sauerstoffatomen. Da die Explosion nur unter bestimmten Randbedingungen abläuft, kann poröses Silizium normalerweise mit großer Sicherheit behandelt werden. Diese Eigenschaft macht die Substanz interessant für technische Anwendungen oder gar als Treibstoff. "Es gibt bereits Nachfragen aus der Automobil-Industrie, die diese Substanz für ein schnelleres Entfalten von Air-Bags nutzen könnten", erklärt Kovalev. (APA/dpa/pte)

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