Edle Winzlinge

Gold gilt als das edelste aller Materialien. Nicht nur wegen seiner Schönheit ist das berechtigt – auch aus chemischer Sicht, denn Gold rostet nicht. Es ist beständiger gegen eine Oxidation durch den Sauerstoff in der Luft als jedes andere Metall. Um es zu oxidieren, muss man recht radikal zu Werke gehen – beispielsweise in einer elektrochemischen Zelle oder durch Einwirkung von Ozon oder aggressiven Sauerstoff-Radikalen. Nun haben Wissenschaftler am Physikalischen Institut der Universität Ulm ein Material entdeckt, das noch edler ist als Gold in seiner herkömmlichen Form: Nanopartikel, die nur aus wenigen Gold-Atomen bestehen. Die Ulmer Forscher untersuchten, wie schwierig es ist, Gold- Nanoteilchen unterschiedlicher Größe zu oxidieren. Sie verwendeten dazu Röntgenstrahlen, um die Anteile von reinem und oxidiertem Gold in den Proben zu bestimmen. Dabei stellten die Wissenschaftler fest, dass sich Partikel, die größer sind als etwa drei Nanometer (Millionstel Millimeter), in ihrem Oxidationsverhalten kaum von massivem Gold unterscheiden. Dasselbe gilt für Gold-Teilchen von weniger als etwa einem Nanometer Durchmesser. Partikel mit einer Größe von 1,4 Nanometern dagegen sind praktisch völlig resistent gegen eine Oxidation. Das Geheimnis ihrer hohen Beständigkeit ist ihre Gestalt: Die edlen Winzlinge sind aus 55 Gold-Atomen aufgebaut, die sich zu einem Kuboktaeder zusammenfügen – einem besonders stabilen geometrischen Gebilde, dessen Außenflächen sechs Quadrate und acht gleichseitige Dreiecke mit jeweils derselben Kantenlänge bilden. Die hohe chemische Beständigkeit ist nicht das einzige Besondere, das die Wissenschaftler bei den 55 atomigen Gold-Partikeln entdeckten: Während die Nanoteilchen gewöhnlich ein metallisches Verhalten zeigen, kann man sie durch chemisches Binden von jeweils einem Chlor-Atom an die sechs quadratischen Seitenflächen zu einem Isolator machen.

Hans Groth