Mauerbau im Perlmutt - wissenschaft.de
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Mauerbau im Perlmutt

Wissenschaftlern der Universität von Wisconsin in Madison ist es erstmals gelungen, direkt in Perlmutt hineinzuschauen und dessen atomaren Aufbau zu entschlüsseln. Dazu schossen die Forscher Röntgenstrahlen auf eine kleine Probe des Biominerals und fingen die dadurch freigesetzten Elektronen mittels eines Detektors auf. Auf diese Weise gelang es, ein Bild der Kristallstruktur des Perlmutts zu erzeugen. Die Forscher glauben, auch die ungewöhnliche Härte dieses Materials erklären zu können.

Perlmutt besteht aus winzig kleinen Kristallen aus Kalziumkarbonat, die in einem organischen Gerüst in dichter Packung angeordnet sind. Obwohl einzelne Kalziumkarbonatkristalle relativ leicht auseinanderbrechen, ist Perlmutt überraschend hart. Es kann nur unter Anwendung von etwa um einen Faktor 3000 stärkeren Drücken als Kalziumkarbonatkristalle aufgebrochen werden, so Pupa Gilbert, ein an der Studie beteiligter Forscher.

Um die Hintergründe dieses Rätsels zu ergründen, setzten die Forscher Perlmutt einem Strahl polarisierter Röntgenstrahlen aus. Deren Frequenz wurde zudem so eingestellt, dass sie Elektronen der chemischen Bindung von Kohlenstoff und Sauerstoff in eine Resonanz anregen konnten. Auf diese Weise konnte durch das Auffangen der von dem Perlmutt freigesetzten Elektronen ein Bild der atomaren Struktur des Stoffes aufgenommen werden.

Dabei stellte sich heraus, dass die Kristallebenen benachbarter Kalziumkarbonatkristalle in der Regel nicht parallel zueinander angeordnet sind ? obwohl die Seitenflächen der Kristalle parallel ausgerichtet sind und somit perfekt aneinanderpassen. Dies hat zur Folge, dass sich Perlmutt nicht wie Mineralien entlang einer Kristallebene aufbrechen lässt, so Gilbert.

Das organische Gerüst stellt in gewisser Weise den Mörtel des Perlmutts dar, in den dann Backsteine aus Kalziumkarbonat eingepasst werden. Dieses Mineral bildet sich dabei aus in dem Meereswasser gelösten Ionen aus. Die Forscher weisen daraufhin, dass die Festkörperphysik allein nicht erklären kann, wieso die Kristallebenen der Untereinheiten in verschiedene Richtungen weisen. Biologische Prozesse spielen demnach bei der Synthese dieses Biominerals eine wesentliche Rolle.

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Physical Review Letters (Band 98 Artikel 268102) Stefan Maier
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Ac|com|pa|gna|to  auch:  Ac|com|pag|na|to  〈[akmpanjato] n.; –s, –s od. –gna|ti; Mus.〉 mit ausgearbeiteter instrumentaler Begleitung versehenes Rezitativ; ... mehr

Koh|len|pott  〈m. 1u; Pl. selten; umg.〉 I 〈zählb.〉 Bergwerksbezirk, Kohlenrevier II 〈unz.〉 das Ruhrgebiet, Kernzone des rheinisch–westfälischen Industriegebiets mit ausgedehnten Steinkohlevorkommen, langer Bergbautradition u. dadurch bedingter Belastung der Umwelt, bes. der Luft ... mehr

Um|la|ge|rung  〈f. 20〉 1 das Umlagern, das Umgelagertwerden 2 〈Chem.〉 chem. Reaktion, bei der durch Neugruppierung der Atome eines meist organischen Moleküls eine neue chem. Verbindung entsteht, besondere Form der Isomerisierung ... mehr

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