Echtes Gold in superleicht
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Echtes Gold in superleicht

Spektrum der Wissenschaft
Heidelberg, am 15.04.2020
An der ETH Zürich wurde ein neues Material entwickelt, das zu drei Vierteln aus Gold und zu drei Vierteln aus Luft besteht. Das funktioniert dank Latex und Milcheiweiß.

Es sieht aus wie massives Gold, man kann es schmelzen und polieren – aber es wiegt nur einen Bruchteil dessen, was normales Schmuckgold auf die Waage bringen würde. Trotzdem ist das neue, von einer Arbeitsgruppe um Leonie van't Hag von der ETH Zürich hergestellte Material keine Fälschung: Es handelt sich um echtes, 18-karätiges Gold, berichtet das Team in Advanced Functional Materials, das Edelmetall macht drei Viertel der Masse aus. Dank eines technischen Tricks allerdings nehmen luftgefüllte Poren etwa drei Viertel des Volumens in dem Werkstoff ein. Metallschäume nach diesem Muster gibt es zwar schon lange, Gold und seine Legierungen sind allerdings zu weich, so dass derartige Werkstoffe unter Belastung kollabieren. Die Lösung des Problems führt über ein Gel, das sich aus Gold-Nanoplättchen und dem Kunststoff Polystyrol zusammensetzt. Dabei sorgen die Nanoplättchen nicht nur für die goldene Farbe, sondern auch dafür, dass sich die Oberfläche glänzend polieren lässt. Der Kunststoff dagegen stabilisiert die poröse Struktur. Das Material könne als leichter Goldschmuck Verwendung finden, schließe aber vor allem durch seine Eigenschaften eine Lücke und könne bislang unbekannte Anwendungen ermöglichen.

Ein Vorteil des Materials sei der recht umweltfreundliche Herstellungsprozess, der ohne giftige Lösungsmittel auskommt, schreibt die Arbeitsgruppe in der Veröffentlichung. Das Material entsteht, indem man Polystyrol-Latex – ein Kolloid aus nanometergroßen Kunststoffkügelchen in Wasser – beim richtigen pH-Wert mit einer Lösung aus Fasern eines Milcheiweißes und einem Goldsalz mischt. Dabei bilden sich einerseits aus dem gelösten Gold und dem Milcheiweiß die Gold-Nanoplättchen, und andererseits entsteht aus dem Kolloid ein Kunststoffgel.

Diesem Gel entzog die Arbeitsgruppe anschließend mit überkritischem Kohlendioxid das Wasser und erhitzte das entstehende Material auf 190 Grad Celsius, so dass sich ein stabiler Block bildete, der zu drei Vierteln aus Gold bestand – und zu drei Vierteln aus Luft. Ob das Material wirklich als superleichter Goldschmuck Karriere macht, mag bezweifelt werden – schon ein bekannter Bond-Bösewicht lobte einst seine «göttliche Schwere» – aber das Edelmetall hat eine ganze Reihe technische Anwendungen, unter anderem als Katalysator und als Abschirmung, die von der neuen Methode profitieren könnten.

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