Der griechische Philosoph Plato (427-347 v. Chr.) glaubte einst, dass Materie aus sehr kleinen, vollkommen regelmäßig geformten Teilchen besteht. Die Oberflächen solcher "Platonischen Körper" bestehen aus gleich großen, gleichseitigen und gleichwinkligen Vielecken, wobei in jeder Ecke gleich viele Flächen aneinanderstoßen. Aus geometrischen Gründen sind fünf verschiedene derartige Körper möglich, die Plato übrigens den "Elementen" Feuer, Erde, Luft, Wasser und Himmelsäther zuordnete.

Doch nicht nur zu Platos Zeiten, auch heute noch sind Naturwissenschaftler von der Schönheit der Symmetrie und dem verblüffend einfachen Aufbau der Platonischen Körper fasziniert. Nanokristalle in diesen Formen zu züchten hat aber mehr als nur akademische Gründe. Ihre perfekte Symmetrie ist ideal, um die Teilchen in hochgeordnete zwei- oder dreidimensionale Strukturen dicht an dicht zu packen. So sind neuartige Materialien mit maßgeschneiderten optischen, elektronischen oder katalytischen Eigenschaften zugänglich – Eigenschaften, die nicht nur von der Größe, sondern auch von der Teilchenform abhängen.

Das Team um Peidong Yang von der Universität von Kalifornien in Berkely ging bei der Herstellung ihrer Gold-Nanokristalle von einer Goldsalz-Lösung aus, die in Gegenwart eines speziellen oberflächenaktiven Polymers in siedendes Ethylenglycol injiziert wird. Das Ethylenglycol diente als Lösungsmittel und reduzierte gleichzeitig die Gold-Ionen zu elementarem Gold. Das Polymer stabilisierte die entstehenden Gold-Nanopartikel und beeinflusste ihre Gestalt. Unter den zunächst gewählten Konzentrationsverhältnissen entstanden innerhalb weniger Minuten feinst verteilte, sehr einheitlich dimensionierte Gold-Partikel, die unter dem Elektronenmikroskop aussehen wie an einer Spitze abgeflachte Tetraeder.

Führten die Chemiker das Experiment dagegen bei einer etwas niedrigeren Gold-Konzentration durch, dann entstanden zu neunzig Prozent ikosaedrische Gold-Kriställchen. Unter den restlichen zehn Prozent waren zudem oktaedrische Teilchen zu finden. Durch zusätzliche Zugabe einer geringen Menge eines Silbersalzes zur Reaktionslösung konnten die Forscher zu 95 Prozent würfelförmige Gold-Nanokristalle züchten.

Die Experimente zeigen, dass die verschiedenen Formen der Nanokristalle in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kristallwachstums entlang der verschiedenen kristallografischen Achsen entstehen. Diese wird offenbar durch das Polymer und die Silber-Ionen beeinflusst sowie durch die Konzentrationsverhältnisse während der Entstehung der Kristallisationskeime.