Schwermetall in leichten Schaum verwandelt

Mosquito balanciert einen Klumpen aus Goldschaum.

Bild: Joshua DeOtte

Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben die Elemente Gold, Silber und Kupfer so leicht gemacht, dass selbst ein Mosquito einen Klumpen davon auf dem Rücken balancieren kann. Ein derart leichtes Schwergewicht lässt sich sogar an den Webfaden einer Spinne heften, der auch dann nicht reißt, wenn es pendelt.

Geringe Dichte für gute Strahlen

Die leichtgewichtigen Schwermetalle lassen sich nutzen, um bessere Röntgenstrahlquellen zu bauen. Viele Elemente emittieren Röntgenstrahlen mit charakteristischen Frequenzen, wenn sie von Laserstrahlen getroffen werden, sagt LLNL-Materialwissenschaftler Tyler Fears. Genauer ist es das entstehende Plasma, das positiv und negativ geladene Teilchen enthält. Das funktioniert umso besser, je geringer die Dichte des Ziels ist, also dessen spezifisches Gewicht.

Die Herstellung des Metallschaums gelang nach jahrelangen Experimenten mit der sogenannten Trägheitsfusion. Dazu braucht man Laser mit gewaltiger Energie. Das LLNL betreibt das weltweit leistungsstärkste System, das aus 192 Einzellasern besteht. Deren Strahlen werden auf ein winziges Ziel konzentriert, das die schweren Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium enthält. Schlagartig entsteht ein Plasma, in dem die beiden Isotope verschmelzen. Zusammengehalten wird die Wolke durch ihre Massenträgheit. Nach wenigen Nanosekunden ist der Fusionsspuk allerdings vorbei.

"Spaghetti" aus Silber und Kupfer

Um Schaum herzustellen, beschießen die Forscher Klumpen mit intensiven Laserstrahlen. Dabei entstehen nanofeine Fäden, die an Spaghetti erinnern, nur um ein Vielfaches kleiner sind. Diese legten sie in eine Form, die sie mit einem Gemisch aus Wasser und Glykol füllten. Diese landete im Tiefkühlschrank. War alles gefroren, ersetzten die Forscher das Wasser-Glykol-Gemisch durch Aceton. Dieses wiederum entfernten sie in einem Vakuum-Tiefkühl-Trockenprozess. Das hat den Vorteil, dass auf die Metall-Spaghetti keine Kräfte einwirken, die die zarten Strukturen zerstören könnten.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens