Donnerstag, 13. Juni 2013

Neuentdecktes Material widerspricht den Gesetzen der Physik

Illustration der Eigenschaften des neuen Materials. | Copyright: anl.gov

Chicago (USA) - Sowohl unsere tägliche Erfahrung, als auch die Gesetze der Physik zeigen und sagen uns eigentlich: Wenn man Materialien Zusammendrückt werden sie dichter. Nicht so ein von US-Forscher neu entdecktes Material, das sich unter Druck ausdehnt.

Wie die Forscher um Karena Chapman vom Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums nach jahrelangen zahlreichen Experimenten nun aktuell im Fachjournal "Journal of the American Chemical Society" (DOI: 10.1021/ja4012707) bestätigen, sei das Verhalten des Materials mit den bislang bekannten physikalischen Gesetzen nicht vereinbar: "Es ist gerade so, als würde man einen Stein zusammendrücken um so einen gewaltigen Schwamm erzeugen".

Materialien, so erläutert die Forscherin weiter, sollten unter Druck eigentlich dichter und kompakter werden. Angesichts unseres Materials sehen wir jedoch genau das Gegenteil, wenn die Dichte des komprimierten Materials nur noch halb so hoch ist, wie im Ausgangszustand. (...) Durch die Einwirkung von hydrostatischem Druck waren wir (erstmals) in der Lage, ein normal dichtes, non-poröses Material zu einer Vielzahl neuer, nun poröser Materialien umzuwandeln, die so etwa die doppelte Menge anderer Materialien (etwa Flüssigkeiten) aufnehmen können."


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Da dieses Verhalten auch den Forschern eigentlich unglaublich erschien, unterzogen sie das Material mehrere Jahre unterschiedlichen intensiven Tests bis sie, so formuliert es die Pressemitteilung des Labors, nun "das Unglaubliche glauben konnten und verstanden, wie das Unmöglich möglich wird." Ein jedes der durchgeführten Experimente endete in den gleichen faszinierenden wie vertrackten Ergebnissen. "Die Verbindungen im Innern des Materials ordnen sich dabei völlig neu an", so Chapman und gesteht ein: "Dieser Umstand macht mich einfach sprachlos."

Schaubild zur Auswirkung von Druck auf das neue Material.
| Copyright: anl.gov

Laut den Forschern habe diese Entdeckung nicht nur Konsequenzen für die physikalischen Lehrbücher, die nun umgeschrieben werden müssten, "das neue Material könnte die Vielfalt poröser Rahmenmaterialien wie sie heute in Fabrikation, im Gesundheitswesen und in der Umwelttechnik etwa in der Sensorik, Filtern und Speichermaterialien sowie in der Pharmazie und Lebensmittelindustrie zum Einsatz kommen, ausweiten."

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Quelle: anl.gov
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