Technologie

Element-Mischungen auf Silizium-Spitzen

12.03.2021 - Neues Verfahren zur Suche nach Hochentropie-Legierungen

Materialien, die aus fünf oder mehr Elementen in annähernd gleicher Menge zusammen­ge­setzt sind, könnten helfen, bis­herige Grenzen zum Beispiel bei der Katalyse zu über­winden. Theoretisch gibt es jedoch Millionen Kombi­na­tions­möglich­keiten – die Heraus­forderung liegt darin, die richtigen zu finden. Alfred Ludwig von der Uni Bochum und sein Team wählen für die Suche nach solchen Legie­rungen jetzt einen eher unkonven­tionellen Weg: Sie setzen darauf, dass sich interes­sante Element-Mischungen sozu­sagen von selbst ergeben.

Hochentropie­legierungen, englisch High Entropy Alloys, kurz HEAs, versprechen unter anderem die Entwicklung neu­artiger Elektro­kataly­sa­toren auf der Basis ungiftiger und reich­lich verfüg­barer Elemente, die dieselbe Leistungs­fähig­keit besitzen wie solche, die rar und teuer sind, weil sie zum Beispiel auf Platin oder Iridium basieren. „Es hat sich gezeigt, dass die Anzahl von fünf unter­schied­lichen Elementen für solche Materialien entscheidend ist“, erläutert Ludwig.

Für ihren Experi­menten verwenden die Forscher zwanzig bis dreißig ungiftige und leicht verfüg­bare Elemente. Diese Ausgangs­elemente werden in atomarer Form In einer Sputter­anlage auf ein Träger­material aufgebracht, das aus vielen winzigen Silizium­spitzen besteht. Auf den Spitzen bildet sich ein kleines Volumen, das in nahezu keinem direkten Kontakt zum Träger­material steht.

„Diese Ansammlungen von einigen Millionen Atomen auf jeder Spitze sind unser Nano­reaktor“, sagt Ludwig. Mittels Atom­sonden-Tomo­grafie können die Forscher an diesen beschichteten Spitzen das entstandene Material unter­suchen und zum Beispiel heraus­finden, ob es stabil ist und bei welcher Temperatur sich die einzelnen Elemente wieder trennen.

Die Atom­sonden-Tomo­grafie erlaubt es, viele Millionen Atome und deren drei­dimen­sionale Anordnung sichtbar zu machen und zwischen verschiedenen Elementen zu unter­scheiden. So hoffen die Wissen­schaftler, effizient eine große Anzahl neuer HEAs zu entdecken. Das Projekt wird von der Volkswagen-Stiftung für 18 Monate mit etwa 120.000 Euro gefördert.

RUB / RK

Weitere Infos

 

Ölfreie Vakuumpumpe für vielseitige Einsatzmöglichkeiten - auch im Labor

Mehr erfahren
Jetzt Newsletter abonnieren!

Newsletter

Jede Woche gut informiert - abonnieren Sie hier den - Newsletter!

Ölfreie Vakuumpumpe für vielseitige Einsatzmöglichkeiten - auch im Labor

Mehr erfahren
Jetzt Newsletter abonnieren!

Newsletter

Jede Woche gut informiert - abonnieren Sie hier den - Newsletter!