Magnetisch in jeder Form

News: Magnetisch in jeder Form

Magnete sind unheimlich praktisch - und aus unserem Leben gar nicht mehr wegzudenken. Ohne Magnetismus funktioniert kein Computer, Tonbänder gäbe es nicht und auch keine Generatoren, die Strom produzieren. Magnetfelder können entweder durch einen elektrischen Strom induziert werden oder durch Permanentmagnete, beispielsweise mit Eisenkern. Letztere haben aber den Nachteil, dass sie recht empfindlich auf Hitze reagieren und nicht beliebig formbar sind, was die Einsatzmöglichkeiten stark begrenzt. Kanadische Forscher entwickelten jetzt ein Material, das diese Schwächen nicht mehr zeigt: eine dauerhaft magnetische Keramik.

Ein beliebig modulierbarer Permanentmagnet mit definierbarem Magnetfeld und noch dazu leicht im Gewicht, würde schier unendlich viele Anwendungsmöglichkeiten bieten. In verschiedene Formen gebracht, könnte dieses Material eines Tages zur extrem dichten Datenspeicherung eingesetzt werden oder als antistatische Beschichtung für Flugzeuge oder Raumschiffe dienen, vielleicht gar vollkommen neue Antriebe ermöglichen.

Die Forschergruppe um Marc MacLachlan von der University of Toronto mischte Eisen mit einem Polymer. Durch starkes Erhitzen schafften die Wissenschaftler daraus eine magnetische Keramik, der sie verschiedenste Formen geben konnten (Science vom 25. Februar 2000). Der Prozess geht von dem Monomer Silaferrocenophan (SFP) aus, das durch vorsichtige Wärmezufuhr zu Ferrocenylsilan (PFS) polymerisiert. Dieses Produkt wird dann in beliebige Formen gegossen und weiterhin erwärmt, bis es ein robustes Netzwerk ausbildet, welches das Eisen einschließt.

In einer Brennkammer wird die Form anschließend auf über 500 Grad Celsius erhitzt. Durch die Hitze wird das Eisen freigesetzt, und schließt sich dann zu so genannten Nanoclustern zusammen. Je höher die Brenntemperatur liegt, um so stärker wird der resultierende Magnet, da sich durch die stärkere Temperatureinwirkung größere Metallcluster bilden. Auf diese Weise können die Forscher also das resultierende Magnetfeld beeinflussen. "Von Praktischen Anwendungen sind wir noch weit entfernt", räumten die Wissenschaftler ein, aber die Möglichkeiten seien vielfältig. "Wir haben eine neue Materialklasse geschaffen: Eine formbare, magnetische Keramik, die einst in den verschiedensten Formen, beispielsweise als Pulver, in Drähten oder in Filmen eingesetzt werden könnte. Wir haben die Grundlagenarbeit gemacht. Jetzt müssen andere entscheiden, wie dieses Material zukünftig eingesetzt wird."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 17.2.2000
Ein Mikroskop für magnetische Eigenschaften
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 11.11.1999
Elektrisch leitfähige Kunststoffe
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 3.11.1999
Das Gedächtnis des Aluminiums
Spektrum Ticker vom 3.8.1999
Magneten nach Maß
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.