Wenn wir über Nanogläser reden, dann muss man sich zunächst einmal
klarmachen, dass wir nicht notwendigerweise über Fensterglas reden,
aber wir reden über sogenannte amorphische Strukturen, bestehend aus
metallischen Komponenten.
Diese Nanogläser sind auf der Nanometer-Skala strukturiert und damit
können wir besondere Eigenschaften einstellen, wie zum Beispiel
magnetische oder mechanische Eigenschaften.
Also stellen Sie sich vor, wie wir diese Nanogläser herstellen aus den
Nanopartikeln.
Wir erzeugen uns die in einer Gasatmosphäre als einzelne Artikel.
Typischerweise ist deren Größe 5 bis 10 Nanometer.
10 hoch minus 9 Meter.
Und wir würden diese nun zusammenpressen unter hohem Druck.
Stellen Sie sich vor, was passiert.
Wir werden in einer ersten Stufe dann Kontakte herstellen zwischen
diesen Partikeln, dort wo sie sich berühren.
Dann haben wir an diesen Stellen hier Grenzflächen erzeugt, aber jetzt
nicht zwischen kristallinen Materialien, sondern zwischen amorphen
Materialien.
Ich bezeichne das hier mal mit A.
Wir haben also hier eine amorphische Struktur und bringen die in
Kontakt und erzeugen dann Kontaktpunkte.
Aber wie Sie jetzt hier sehen, haben wir hier zunächst mal noch eine
Pore, die noch nicht mit Material gefüllt ist.
Und von daher kann in einem zweiten Schritt das Material
folgendermaßen reagieren, dass ein Teil der Atome in diesen Bereich
hier in diese Pore rein diffundiert, wird dort eine geringere Dichte
erzeugen als in diesem dichteren amorphen Nanopartikel.
Sodass wir am Ende sozusagen kleinere Kerne übrig haben, die jetzt in
dieser Zwischenphase hier eingebettet sind.
Und dieses würden wir als Gesamtheit, als Nanoglas bezeichnen.
Es besteht aber aus einem Bereich, der eine Dichte Rho-1 hat, die
geringer ist als die Dichte Rho-2 dieser ursprünglich erzeugten
Nanopartikel.
Also jetzt sind wir hier, Rho-1 ist kleiner als Rho-2.
Die Dichte in diesem Zwischenbereich ist reduziert gegenüber der
Dichte in dem Partikel.
Also nochmal zusammengefasst, die Partikel sind sozusagen kleiner
geworden, weil sie sich in Richtung auf diese Pore aufgelöst haben.
Und damit haben wir jetzt ein Material erzeugt, was aus zwei
Komponenten besteht.
Nämlich das in Grün hier sozusagen als Grenzfläche und das Schwarze
wäre sozusagen der Kern, was übrig geblieben ist von dem ursprünglich
erzeugten Nanopartikel.
Und da können wir jetzt hoffen, dass wir ganz neue Eigenschaften
erzeugen können, die wir sonst von einem schnell abgeschreckten Glas
nicht kennen.
In der Praxis sieht das so aus, dass wir einen Ultrakurzpulslaser hier
verwenden.
Dieses Laserlicht, das wird auf ein metallisches Target gerichtet.
Dort wird Material ablatiert, das kondensiert in einem Edelgas und das
wird dann an einem Kühlfinger abgeschieden.
So zum Beispiel sieht dann so ein amorphes Pulver aus, wie es hier
abgeschieden wird.
Und in einem nächsten Schritt kann dieses Pulver dann gepresst werden
in der sogenannten Kompaktionseinheit.
Und dabei entsteht dann das Nanoglas.
Unsere jetzt vorliegenden Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die
Nanoglaser sehr starke Eigenschaftsveränderungen zeigen gegenüber
einem normal hergestellten Glas.
Und wir explorieren jetzt die Möglichkeiten, das auch in die Anwendung
zu bekommen.