Neue Keramik schrumpft bei Wärme
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Bei Wärme dehnt sich alles aus. Nicht alles, wenige Materialien stellen dieses Verhalten auf den Kopf und schrumpfen. Forscher der John Hopkins Universität und der Lucent Bell Laboratorien entdeckten nun ein weiteres Material mit diesem erstaunlichen Verhalten: eine Zirkonium-Wolfram-Verbindung. Einzigartig an dieser Verbindung ist, daß sie über einen weiten Temperaturbereich mit einer berechenbaren konstanten Rate schrumpft. Daher denken die Forscher bereits an industrielle Anwendungen. Sie wollen diese Verbindung mit anderen, die sich bei Wärme ausdehnen vereinigen, um trotz starker Temperaturschwankungen überhaupt keine Größenveränderungen zu erhalten. Die nächste Generation von optischen Glasfasern für Datenleitungen könnte aus diesen temperaturstabilen Stoffen aufgebaut werden.
Den Grund für das seltsame Verhalten konnten die Forscher mit Hilfe von Neutronen aufdecken. Mit einer Spektroskopie-Methode, bei der die Neutronen auf bestimmte Weise von der Zirkonium-Wolfram-Probe gestreut werden, läßt sich die Stärke der inneratomaren Schwingungen feststellen. Die Frequenzen dieser Schwingungen liegen bei dem neuen Material erstaunlich niedrig. Erst wenn Wärme zugeführt wird und damit die Stärke der Schwingungen erhöht wird, finden die einzelnen Atome ihre Plätze in einem dichteren dreidimensionalen Gitter. Jedes Atom benötigt weniger Platz und das gesamte Material schrumpft.
Jan Oliver Loefken, Nature, Newswise
