Mit dem richtigen Dreh die Thermodynamik überlisten

Werden anorganische Verbindungen in neuen Modifikationen oder metastabilen Zuständen hergestellt, haben sie oft andere Eigenschaften als ihre bekannten Vertreter. Um andere Eigenschaften und Strukturen zu generieren, reicht es sogar schon, die Verbindungen als Filme wachsen zu lassen: Hier entscheidet die Schichtdicke.

Chemische Zusammensetzung, kristallographische Struktur und physikalische Eigenschaften hängen zusammen – das nutzen Materialforscher. Bleibt die chemische Zusammensetzung gleich, führt das Kristallisieren der Verbindung in unterschiedlichen Modifikationen zu verschiedenen Eigenschaften, etwa bekannt von Graphit, Diamant und Fulleren.

Temperatur und Druck einer Synthese zu ändern, gehört zum Standardrepertoire. Auch die weiche Chemie (chimie douce) liefert Methoden, metastabile Modifikationen herzustellen, etwa über topochemische Reaktionen. Dieser Reaktionstyp wird in handelsüblichen Lithiumionenbatterien genutzt, in denen die geladene oder entladene Form des aktiven Elektrodenmaterials oft in einem metastabilen Zustand ist.¹⁾

Auch nichtisotrope Verzerrung an Grenzflächen (Strain Engineering) eignet sich, um neue Verbindungsmodifikat

Wissenschaft + Forschung