Spröde und körnige Kristalle werden im Nanomaßstab biegsam und flexibel

Gestrecktes Salz

Albuquerque (USA) - Zwischen den Fingern zerbröselt Kochsalz zu immer feineren Kristallen. Doch winzige Nanostäbchen aus Natriumchlorid lassen sich bis auf die doppelte Länge dehnen ohne zu brechen. Diese überraschende Entdeckung machten amerikanische Wissenschaftler bei Beschichtungsversuchen mit winzigen Kochsalzkristallen. Über die gummiartigen Eigenschaften von Kochsalz auf der Nanoskala berichten sie im Fachblatt "Nano Letters".

"Superplastizität ist eine seltene Eigenschaft, besonders bei ionischen Kristallen", schreiben Nathan Moore und seine Kollegen von den Sandia National Laboratories in Albuquerque. Bei ihren Experimenten entdeckten sie, dass eine seltsame Kraft zwischen der Diamantspitze ihres Mikroskops und der mit Salz beschichteten Oberfläche auftrat. Nachdem sie ihre Probe genauer betrachtet hatten, fanden sie etwa einen halben Millionstel Meter lange und einige Nanometer dicke Stäbchen aus Natriumchlorid. Diese ließen sich um bis zu 280 Prozent strecken und über 90° biegen ohne zu zerbröseln.

Die Ursache für diese Superplastizität fanden sie in neuen Bindungen, die sich durch zusätzliche Elektronen aus der Mikroskopspitze im Kochsalz bildeten. So wurden einzelne Chlorid-Ionen verdrängt und die zurückbleibenden Natriumionen konnten miteinander kovalente und stabilere Verknüpfungen eingehen. Diese machten sie für das gummiartige Verhalten der Nanostäbchen verantwortlich. Nun rechnen sie damit, dass ihre Entdeckung Auswirkungen auf viele Gebiete hat, in denen Kochsalz und andere ionische und zumeist brüchige Kristalle anzutreffen sind. So könnten winzige Teilchen aus superplastischem Kochsalz in salzhaltigen Aerosolen sowohl in der Atmosphäre als auch bei der Bewegung von salzhaltigen Gesteinen in der Erde eine wichtige Rolle spielen. Flexible Werkstoffe auf Kochsalzbasis sind dagegen kaum zu erwarten, da sie sich rasch bei Feuchtigkeit auflösen und zu neuen, wieder brüchigen Kristallen anordnen könnten.