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08.01.2008
 

Phosphoreszenz

Blaue Diamanten besitzen eigene Signatur

Die edlen Steine fangen an zu leuchten, wenn man sie mit UV-Licht bestrahlt. Forscher wollen diese Eigenschaft blauer Diamanten nutzen, um künstliche von natürlichen zu unterscheiden und Manipulationen zu erkennen. Denn jeder blaue Diamant phosphoresziert anders.

Sein blaues Funkeln macht ihn zu etwas ganz Besonderem. Der sagenumwobene Hope Diamant gehört zu den seltenen und deshalb außerordentlich begehrten blauen Diamanten. Herkömmliche Diamanten sind farblos. Die ungewöhnliche blaue Färbung des Hope Edelsteins geht auf Verunreinigungen durch Bor und Stickstoff zurück.

Diese Elemente sorgen jedoch nicht nur für den dunklen Schimmer, Forscher halten die Verunreinigungen auch für die Ursache der Phosphoreszenz blauer Diamanten. Werden die Edelsteine mit UV-Licht bestrahlt, so beginnen diese nämlich rotes Licht auszusenden, und zwar auch dann noch, wenn das UV-Licht längst wieder ausgeschaltet ist. Dieses Nachleuchten haben Forscher am Smithsonian's National Museum of Natural History, wo der Diamant auch ausgestellt wird, jetzt genauer untersucht.

Der Vergleich mit anderen blauen Diamanten, welche die Forscher in ihrer Studie ebenfalls analysierten, brachte die Gewissheit: Jeder Stein besitzt ein individuelles Nachleuchten. Blaue Diamanten emittieren Licht in den Wellenlängen 500 Nanometer (blau-grün) und 660 Nanometer (rot). Die Zeit, in der sich die Lichtintensität beim Phosphoreszieren halbiert, unterscheidet sich von Diamant zu Diamant, berichten die Wissenschaftler.

Einst 112 Karat schwer

Jeffrey Port und seine Forscherkollegen glauben, mithilfe dieser Signatur natürliche und künstlich hergestellte Diamanten zweifelsfrei identifizieren zu können. Und auch nachträglich manipulierte Steine sollen sich beim Phosphoreszieren als solche verraten, erklärte Port.

Die Wissenschaftler hoffen mit ihrer Methode auch kleinere Diamanten, die aus einem größeren herausgebrochen wurden, an ihrer identischen Signatur erkennen zu können. Womöglich kann so auch die Vergangenheit des Hope Diamanten weiter aufgeklärt werden. Denn der Edelstein soll im 17. Jahrhundert noch 112 Karat schwer gewesen sein, als ihn der französische Händler Jean Baptiste Tavernier erwarb. Der Diamant stammt wahrscheinlich ursprünglich aus einer Mine in Indien.

1668 wurde er an König Ludwig 14. verkauft und 1673 von einem Juwelier in kleinere Stücke geschnitten. Heute wiegt der Stein nur noch 45 Karat. Wo die Reste des einst größeren Hope Diamanten sind, ist unklar. Von den Dutzenden anderen blauen Diamanten, bei denen die Forscher ebenfalls die Phosphoreszenz untersuchten, hatte keiner dieselbe Signatur wie der Hope Diamant. Unter den analysierten Steinen waren Blue Heart, der zweitgrößte blaue Diamant der Welt, und 65 weitere. Die meisten dieser blauen Diamanten stammen aus der Sammlung Aurora Butterfly.

Material für Computerchips?

Die Untersuchung war aufwendig: "Wenn sie den Hope Diamanten mit einem Spektrometer untersuchen wollen, müssen sie das Gerät zum Hope Diamanten bringen", sagte Peter Heaney von der Penn State University. Man könne den Diamanten nicht mit in ein Labor nehmen, dafür sei er zu wertvoll. So mussten die Forscher außerhalb der Öffnungszeiten ihre Messungen durchführen - früh und abends.

Die Methode eignet sich übrigens nur für blaue Diamanten. Farblose oder gelbe Edelsteine phosphoreszieren nicht, sie fluoreszieren stattdessen. Das heißt: Sie senden Licht nur so lange aus, wie sie mit UV-Strahlung angeregt werden. Wird die UV-Quelle abgeschaltet, stoppt auch die Emission.

Schon seit 2005 untersuchen die amerikanischen Forscher blaue Diamanten. Ihnen geht es dabei jedoch weniger um Prunk und Glamour als um deren Halbleitereigenschaften. "Die Diamanten sind Silizium überlegen, weil sie zu den besten Wärmeleitern gehören", sagte Heaney. Kleine elektronische Komponenten müssten eine Menge Wärme ableiten. In der Tat gehört das Hitzeproblem zu den größten Herausforderungen der Chiphersteller. Diamant statt Silizium könnte eine Lösung sein.

Frauen müssen jedoch nicht fürchten, dass ihre funkelnden "best friends" eines Tages zu Hochleistungsrechnern verarbeitet werden. Denn herkömmliche farblose Diamanten leiten den elektrischen Strom nicht.

hda

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