de.wedoany.com-Bericht: Deutschland – Professor Klaus Feldmann, Chemiker am Karlsruher Institut für Technologie, nutzt Metall-Nanoteilchen als Medium, um bisher nicht miteinander mischbare Metalle zu neuartigen Legierungen zu verbinden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat das Projekt als Reinhart-Koselleck-Projekt eingestuft und gewährt über fünf Jahre eine Förderung von 750.000 Euro, speziell für hoch innovative und explorative Forschung.
Metallische Werkstoffe sind eine zentrale Grundlage für Zukunftstechnologien wie Energie, Elektronik, Automobil und Luft- und Raumfahrt. Rund 80 Prozent der bekannten chemischen Elemente sind Metalle, die jeweils unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und mechanische Eigenschaften aufweisen. Einige Metalle sind jedoch in der festen Phase nicht ineinander löslich und bilden nur schwer thermodynamisch stabile bimetallische Kombinationen, was die Entwicklung neuer Legierungen lange Zeit einschränkte. „Leichtmetalle sind beispielsweise leicht, weich und reaktiv; Hartmetalle dagegen sind hart, haben einen hohen Schmelzpunkt und sind inert“, erklärt Feldmann. „Die Kombination dieser Eigenschaften könnte interessante Perspektiven eröffnen, war aber bisher oft nicht realisierbar.“
Die Methode des Forschungsteams besteht darin, durch eine schnelle Reduktionsreaktion nahe Raumtemperatur in flüssiger Phase kinetisch erzwungen eine gleichmäßige Verteilung der Metalle auf atomarer Ebene in den Nanoteilchen zu erreichen. „Diese chemische Reaktion dauert weniger als eine Sekunde, sodass die Nanoteilchen gar keine Zeit haben, sich wieder voneinander zu trennen“, sagt Feldmann. „So stellen wir sicher, dass beide Metalle in der Mischung den gleichen Anteil haben und gleichmäßig verteilt sind.“ Mithilfe der Metall-Nanoteilchen als Vehikel ist es dem Team gelungen, bisher schwer realisierbare bimetallische Kombinationen zu erhalten. Die daraus hergestellten neuartigen Legierungen können sich in ihren Reaktivitäts-, Kristallinitäts- und thermischen Eigenschaften deutlich von herkömmlichen Einzelmetallen unterscheiden.
Professor Oliver Kraft, Vizepräsident für Forschung, Lehre und akademische Angelegenheiten am Karlsruher Institut für Technologie, sagt dazu: „Mit seiner Nanoteilchenforschung legt Klaus Feldmann das Fundament für eine völlig neue Art von Legierungen. Wir sind stolz auf diesen herausragenden Wissenschaftler und gratulieren ihm dazu, mit dem Reinhart-Koselleck-Projekt die höchstdotierte individuelle Exzellenzförderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft gewonnen zu haben.“
Neben der Nutzung von Metall-Nanoteilchen zur Lösung des Problems der Legierungsbildung in nicht mischbaren Basismetallen erforscht das Team von Feldmann auch den Aufbau völlig neuer bimetallischer Systeme mit besonderen Eigenschaften. Diese neuartigen Legierungen könnten in Zukunft Bereiche wie Metallgläser, Katalysatoren und hochentropische Materialien, die aus fünf oder mehr Elementen bestehen, vorantreiben.
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