Manche Stoffe dehnen sich unter Druck aus

14. Dezember 2001, 11:02
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Sie könnten als molekulare Schwämme chemische Schadstoffe aufsaugen

Upton - Die meisten Stoffe werden unter Druck kompakter oder fallen auseinander. Wissenschaftler des Brookhaven National Laboratory haben gemeinsam mit der University of Birmingham Stoffe entdeckt, die sich unter Druck ausdehnen. Derartige Materialien gehören zu den so genannten Zeolithen. Diese Feststoffe beinhalten Aluminium, Silizium und Sauerstoff in einer dreidimensionalen Struktur und verfügen innerhalb des molekularen Gerüsts in regelmäßigen Abständen über Poren. In Zukunft könnten sie als molekulare Schwämme chemische Schadstoffe oder sogar radioaktive Abfälle aufsaugen, berichtet das Journal of the American Chemical Society.

Presst man eine Flüssigkeit in die winzigen Poren des Materials, wird ihr Volumen vergrößert. Dieses zusätzliche Volumen ermöglicht laut dem leitenden Wissenschaftler Thomas Vogt größeren Molekülen oder Atomen in die ausgedehnten Poren einzudringen. "Nimmt der Druck ab, zieht sich der Stoff zusammen und der Schadstoff wird im Inneren eingeschlossen."

Mittels der so genannten "Powder Diffraction" entschlüsselte das Team in der National Synchrotron Light Source (NSLS) die molekulare Struktur der Zeolithe. Dabei wird die Probe in einer kleinen mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit gefüllten Kammer zwischen zwei Diamanten gepresst. Im folgenden Experiment wurde das Material steigendem Druck ausgesetzt. Anfangs schien das Material erwartungsgemäß kompakter zu werden. Bei einem Druck zwischen 0,8 und 1,5 Gigapascal dehnte sich das Material entlang zwei seiner drei Dimensionen aus. Überschritt der Druck 1,5 Gigapascal, wurde der Stoff wieder komprimiert. Die Analyse der molekularen Struktur zeigte, dass während der Ausdehnung zusätzliche Wassermoleküle in die Poren gepresst wurden. (pte)

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    foto: bnl
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