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News: Schillerndes Gold mit lobenswerten Eigenschaften

Ein schillerndes Goldnetz haben Wissenschaftler produziert, dessen Porengröße im Bereich der Wellenlänge von sichtbarem Licht liegt. Anstatt wie in vielen Verfahren üblich nachträglich Löcher in dem Metall zu erzeugen, benutzten die Forscher Latexkügelchen als 'Platzhalter', und füllten die Lücken dazwischen mit Gold auf. Im nächsten Schritt entfernten sie den Latex, 'verbuken' die Goldkügelchen, und fertig war das neue Material.
Die Herstellung des Materials ist ein sehr energiesparender Prozeß, der lediglich Latexkugeln, sehr viel kleinere Goldkügelchen und "ganz simple Chemie" erfordert, berichteten die Wissenschaftler von der University of Delaware. Die Porengröße kann über die Größe der Kügelchen reguliert und verändert werden. Zunächst filtrierten die Forscher eine wäßrige Lösung mit den Latexkügelchen über eine Polycarbonatmembran mit fünfzig Nanometern Porenweite, die nur den mit dreihundert Nanometer Durchmesser zu großen Latex – dicht gepackt – zurückhielt. Anschließend verteilten sie Goldkügelchen mit einem Zehntel des Durchmessers der Latexkugeln auf der Oberfläche und ließen sie in die Hohlräume einsickern. Zum Abschluß erhitzten sie die Probe eine halbe Stunde auf dreihundert Grad Celsius, um den Latex zu entfernen und die Goldkügelchen miteinander zu "verbacken". Um unterschiedliche Porendurchmesser zu erhalten, oxidierten die Forscher den Latex und entfernten ihn über Lösungsmittel (Nature vom 7. Oktober 1999).

Das Ergebnis ist ein vielfarbiges, schillerndes Material mit Poren von etwa 600 Nanometern Durchmesser. Diese Längen liegen im Bereich des sichtbaren Lichts, und die Poren wirken daher wie ein Prisma, das durch Lichtbrechung Farben von rot über gelb und grün bis blau und violett erzeugt. "Wie ein Opal reflektiert es verschiedene Wellenlängen des Lichts, aber es ist viel härter", erklärt Orlin D. Velev, Hauptautor des Artikels.

Einsatzbereiche für das neue Material sehen die Wissenschaftler in vielen Bereichen, ganz besonders aber in der Mikroelektronik. "Es sollte in der Lage sein, die sehr kurzen Lichtwellen zum Beispiel in photooptischen Computer-Bauteilen zu lenken", meint Kaler. Solche Aufgaben sind für ihn bestimmend für die nächsten Computergenerationen, da Lichtfaserkabel nicht scharf um die Ecke leiten können, und im Nanobereich nur sehr wenig Platz zur Verfügung steht.

Eine andere Variante des neuen Materials besitzt sogar noch kleinere Poren, die alle eng gepackt einheitlich im Raum angeordnet sind. Diese mittel- bis grobporige Material könnte nach Ansicht der Wissenschaftler zum Beispiel als Katalysator für das Kohlenwasserstoff-Cracking bei der Treibstoffherstellung oder als Filtermembran dienen. Sie weisen außerdem darauf hin, daß diese Technik nicht auf Gold beschränkt ist, sondern auch auf andere Elemente angewendet werden kann.

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