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Labor Blog

16.02.2017

Sind Festkörperoberflächen wirklich teuflisch?


Unser Zitat der Woche hat diesmal einen direkten Bezug zu meinen eigenen wissenschaftlichen Arbeiten, in denen es unter anderem um Kristallmorphologien und die Berechnung von wahrscheinlichen Kristallformen ging. Es steht im Vorwort meiner Dissertation aus dem Jahre 1996. Der von mir definierte "Surface Madelung Factor (SMF)" leistete einen bescheidenen Beitrag zum Verständnis von Kristalloberflächen, die der Österreichische Nobelpreisträger Wolfgang Pauli wie folgt charakterisierte:


Das Volumen des Festkörpers schuf Gott, ihre Oberfläche wurde vom Teufel gemacht.
Wolfgang Pauli (1900-1958)


Den Nobelpreis für Physik erhielt er 1945 für das nach ihm benannte und jedem Chemiestudenten bekannte "Pauli-Verbot", das besagt, dass 2 Elektronen in einem Atom nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen können.

Das Innere von Kristallen (d.h. die Kristallstrukturen) verstand man auch damals schon recht gut und konnte sie mit Röntgenbeugung und Diffraktometrie untersuchen. Vielleicht bezeichnete Pauli sie wegen Ihrer symmetrischen Struktur und der klaren Einteilung in 7 Kristallsysteme und 230 Raumgruppen als "göttlich" (Quasikristalle waren zu dieser Zeit noch nicht bekannt).

Aus der damaligen Sicht waren Festkörperoberflächen sicherlich teuflisch, da sich deren Eigenschaften doch teilweise stark vom Bulk unterscheiden und die heutigen modernen spektroskopischen und mikroskopischen Verfahren zur Oberflächenanalyse noch gar nicht verfügbar waren.

Hätte sich Pauli allerdings damals schon mit Nanomaterialien und deren Analytik beschäftigt, wäre er wahrscheinlich verzweifelt. Denn hier ist Oberflächenanteil ja extrem hoch und man kann fast von einem "neuen" Aggregatzustand sprechen, der aktuell noch viele Fragen in der Oberflächenanalytik aufwirft.

Autor: Dr. Torsten Beyer


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