Posted in: Chemie, Physik 24. Juni 2009 14:41 Weiter lesen →

Zähes Kochsalz

Foto zeigt zwei Männer an einem Tisch, auf dem eine mechanische Apparatur unter einer bräunlichen Glasglocke steht, im Hintergrund ein Bildschirm Ob im Salzstreuer oder als Kristallleuchte – Kochsalz ist typischerweise hart und spröde. Das gilt nicht unbedingt auf einer Größenskala von Tausendstel Millimetern, haben amerikanische Forscher beobachtet. Zu ihrer Verblüffung konnten sie kaugummiartige Fäden aus der Oberfläche eines soliden Salzblocks ziehen.

Foto: Sandia National Laboratories

Ein solches Verhalten widerspreche allen Erwartungen, erklärt Jack Houston von den Sandia National Laboratories in Albuquerque. „Anders als beispielsweise Gold, das duktil ist und sich unter Belastung verformt, ist Salz spröde. Schlägt man mit dem Hammer drauf, zersplittert es wie Glas.“ Die neuen Resultate könnten helfen, das Verhalten von Salz in Wolken und geologischen Lagerstätten, aber auch in Meerwasser-Entsalzungsanlagen besser zu verstehen.

Houston und Kollegen machten ihre Entdeckung, als sie die mechanischen Eigenschaften von Kochsalz unter wasserfreien Bedingungen studierten. Dazu tasteten sie die Oberfläche eines Salzkristalls mit einer hauchfeinen, stromdurchflossenen Goldspitze ab und beobachteten das Geschehen mit einem Elektronenmikroskop.

Die Salzbrücken sind erstaunlich gut verformbar. Video: American Chemical Society via ChemistryWorldUK

Wie die Gruppe im Fachblatt „Nano Letters“ berichtet, bildete sich eine knapp 0,6 Mikrometer lange Salzbrücke zwischen der Goldspitze und dem Kristall. Diese Verbindung erwies sich als durchaus anhänglich: Indem die Spitze von dem Block weg bewegt wurde, dehnte sich die Salzbrücke auf bis zu 2,2 Mikrometer und wurde dabei immer dünner. Ähnliche Nanodrähte aus Salz bildeten sich auch in einer feuchten Atmosphäre.

Das Phänomen dürfte sich zum Teil dadurch erklären, dass Atome an der Oberfläche eines Kristalls weniger Nachbarn haben und damit leichter beweglich sind als Atome im Innern des Kristalls, erläutert Houston. Eine Rolle spielen könnten aber auch chemische Veränderungen, wie sie der Elektronenfluss durch die Goldspitze und das Elektronenbombardement durch das Mikroskop im Salz bewirken, vermuten der Forscher und seine Kollegen. Beispielsweise könnte ein Teil der Natriumionen durch die Elektronen zu metallischem, gut verformbaren Natrium reduziert werden.

Forschung: Nathan W. Moore und Jack E. Houston, Surface and Interface Sciences und Center for Integrated Nanotechnologies, Sandia National Laboratory, Albuquerque, New Mexico; Junhang Luo, Mechanical Engineering and Materials Sciences, University of Pittsburgh, Pennsylvania; und andere

Veröffentlichung Nano Letters, Vol. 9(6), pp 2295-9, DOI 10.1021/nl9004805

WWW:
Surface and Interface Sciences, Sandia National Laboratories
Natriumchlorid (Kochsalz)
Duktilität

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Ein Ozean aus Salz
Designer-Kochsalz rieselt besser


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