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27.07.2009 - Forschung / Wissenschaft / Technik / Physik / Wien
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Wissenschafter beobachteten springende Atome durch
Festkörper
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Utl.: Laser-artiger Röntgenstrahl macht es möglich=
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Wien (APA) - So massiv etwa ein Stück Metall auch wirken mag,
Wissenschafter wissen, dass die Atome darin von einem Platz zum
anderen springen können. Je höher die Temperatur, desto häufiger
passiert dieser Vorgang. Was auch für die Materialforschung und
-entwicklung von Bedeutung ist, konnten Wissenschafter um den
Physiker Gero Vogl (Universität Wien) nun erstmals im Detail, auf
Atomebene beobachten. Die Studie wurde in der jüngsten
Online-Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift "Nature Materials"
veröffentlicht.
Bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt, aber durchaus noch in der
festen Phase können etwa Blei-Atome milliardenfach pro Sekunde
springen, erklärte dazu Vogl im Gespräch mit der APA. Bei
Raumtemperatur sind die Sprünge wesentlich seltener, bis sie mit
weiter abnehmender Temperaturen fast völlig aufhören.
Austrian R&D inside
Verschiedenste Eigenschaften von Werkstoffen beruhen auf der
richtigen Verteilung von Fremdatomen. "Das Spektrum reicht dabei von
der Festigkeit metallischer Gegenstände wie Essbesteck oder
Automotoren bis zu Eigenschaften von Halbleitern in all den
elektronischen Geräten, die wir unablässig benützen", so die
Wissenschafter. Die gewünschte Verteilung wird durch Diffusion der
Fremdatome unter kontrollierten Produktionsbedingungen, insbesondere
unter kontrollierten hohen Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt,
erreicht.
Scientists, researchers,
research promoters and
politicans are part of [...]
Umgekehrt können solche maßgeschneiderten Werkstoffe aber durch
das Springen von Atomen altern und die gewünschten Eigenschaften
langsam verlieren. Bei Umgebungstemperaturen von rund 20 Grad dauert
es entsprechend lange, bei 200 bis 300 Grad altern die Werkstoffe
oft schon innerhalb von wenigen Jahren.
Dossier Recycling
Unser Müllberg wächst
unaufhaltsam: Die
Zunahme der Haushalte
und des [...]
Dossier Klima und Energie
Bisherige Methoden zur Untersuchung des Atom-Springens in
Feststoffen arbeiteten beispielsweise mit radioaktivem Material, das
langsam durch eine Probe diffundiert. Auf die Atom-Ebene gelangten
solche Beobachtungen allerdings nicht.
Der Durchbruch gelang Vogl und seinem Team durch den Einsatz von
Synchrotron-Röntgenstrahlung. Diese unterscheidet sich von der
normalen Röntgenstrahlung durch die sogenannte Kohärenz. Diese
bewirkt eine Übereinstimmung der Wellenberge und Wellentäler der
Röntgenstrahlung, wie sie bisher nur bei Laserlicht erzielt worden
ist. Beim Durchleuchten eines Werkstücks stört jedes Springen eines
Atoms diese Kohärenz, so wird die Sache auf Atom-Ebene mess- und
beobachtbar.
In ihrem Experiment konnten die Wiener Forscher durch Verfolgen
der zeitlichen Änderung der an einer Kupfer-Gold-Legierung
gestreuten Röntgenstrahlung feststellen, dass bei vergleichsweise
niedrigen Temperaturen von 270 Grad jedes Atom etwa einmal pro
Stunde von einem Platz zu einem anderen springt.
(Schluss) jak/ly/trö
Weltweit wächst der
Energiebedarf stetig an.
Gleichzeitig schrumpfen die
[...]
GEN-AU setzt zum Endspurt
an
Die Forschungsprojekte
für die dritte und letzte
Runde des GenomFörderprogramms
"GEN-AU" sind
identifiziert, die [...]
Hans Tuppy
Ehemaliger
Wissenschaftsminister und
Biochemiker
Der kosmische Detektiv
Seifert Verlag; ISBN
978-3-902406-65-1
Wittgenstein Symposium
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FH-Forschung im Fokus
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