Hightech-Metalle Seltene Erden lassen Wasser abtropfen

Sie sind unverzichtbar in moderner Elektronik, jetzt überraschen Seltene Erden mit weiteren erstaunlichen Eigenschaften: Sie sind wasserabweisend, und das selbst unter extremen Bedingungen. Die Metalle empfehlen sich damit für neue Anwendungen.

Schmelzofen für Vanadium: "Wassertropfen prallte vollständig ab"
dapd

Schmelzofen für Vanadium: "Wassertropfen prallte vollständig ab"


London/Hamburg - Die begehrten Seltenen Erden könnten künftig noch gefragter werden. Experimente belegen, dass diese Stoffe selbst unter Extrembedingungen wasserabweisend sind. Diese Eigenschaft bewahren sie bei einer großen Temperaturspanne und selbst bei Abrieb, schreiben Kripa Varanasi und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (US-Bundesstaat Massachusetts) im Fachmagazin "Nature Materials".

Somit kämen Selten Erden etwa für korrosionsbeständige Oberflächen in Frage oder für Flugzeugbeschichtungen, um dort Vereisung zu verhindern. "Wir führen ihre wasserabweisende Eigenschaft auf ihre einzigartige Elektronenstruktur zurück, die eine Wasserstoffbindung mit anliegenden Wassermolekülen verhindert", schreiben Kripa Varanasi und seine Kollegen.

Seltene Erden sind in der Unterhaltungs-, Energie- und Telekommunikationstechnik von großer Bedeutung. Sie werden unter anderem für die Herstellung von Computern, Autos, Halbleitern, Handys und Windturbinen benötigt. Die Wirtschaft klagt seit Jahren über einen Mangel: Der Hauptlieferant China hatte seine Ausfuhr der Spezialrohstoffe gedrosselt. Europa verfolgt mittlerweile eine neue Strategie, Seltene Erden zu fördern.

Zwei Stunden bei 1000 Grad

Um Materialien wasserabweisend zu machen, ummantelt man sie bisher meist mit Kunststoffen. Diese schwächeln jedoch unter Extrembedingungen. Seltene Erden bleiben dagegen selbst bei Abrieb wasserabweisend, wie sich in der neuen Studie zeigte. In einem Experiment schliffen die Forscher das Seltenerdmetall Cer sowie Aluminium und rostfreien Stahl an. Dabei war die Verschleißrate von Cer deutlich geringer als die des Aluminiums und vergleichbar mit der von rostfreiem Stahl. Zudem behielt Cer seine wasserabweisende Eigenschaft auch nach dem Abrieb.

Kondensationsversuche ergaben, dass Tröpfchen auf der Oberfläche von Seltenen Erden kleiner sind als bei anderen wasserabweisenden Materialien. Ein auftreffender Wassertropfen prallte an einer Cer-Oberfläche sogar vollständig ab. In einem weiteren Versuch setzen die Forscher Cer und ein mit Kunststoff ummanteltes Silizium-Stück zwei Stunden lang 1000 Grad Celsius heißer Luft aus. Der Kunststoff löste sich auf, das Silizium wurde wasseranziehend. Cer blieb dagegen wasserabweisend.

Mit Ausnahme des radioaktiven Elements Promethium testeten die MIT-Wissenschaftler alle Metalle der Seltenen Erden in Form ihrer Oxide. Für alle erhielten sie ähnliche Ergebnisse.

boj/dpa

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cassandros 21.01.2013
1. 4f
Zitat von sysopdapdSie sind unverzichtbar in moderner Elektronik, jetzt überraschen Seltene Erden mit weiteren erstaunlichen Eigenschaften: Sie sind wasserabweisend, und das selbst unter extremen Bedingungen. Die Metalle empfehlen sich damit für neue Anwendungen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/metalle-seltene-erden-sind-rostfrei-unter-extrembedingungen-a-878735.html
Merke: "Seltene Erden" sind *KEINE* Metalle, sondern die Oxide der Seltenerdmetalle (= Lanthanoide).
tdmdft 21.01.2013
2. Seltene Erden
Selten Erden bezeichen die 15 Atome der Lanthanien plus Scanium und Yttrium. Sie sind alle metallisch und werden daher oft als Selten Erden Metalle bezeichnet. Es gibt viele Metalllegierung aus Seltenen Erden die außergewöhnliche magnetische und supraleitenen Eigenschaften. Die Materialien im Artikel sind aber keine Seltenen Erden sondern Oxidverbindungen der Seltenen Erden, die in der Regel Isolatoren sind. Sie heißen daher auch "rare-earth oxids" in der Fachliteratur.
vielfeindvielehr 21.01.2013
3. Umständlich und Kostenintensiv
Zitat von sysopdapdSie sind unverzichtbar in moderner Elektronik, jetzt überraschen Seltene Erden mit weiteren erstaunlichen Eigenschaften: Sie sind wasserabweisend, und das selbst unter extremen Bedingungen. Die Metalle empfehlen sich damit für neue Anwendungen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/metalle-seltene-erden-sind-rostfrei-unter-extrembedingungen-a-878735.html
Mit einer DNA-Probe und entsprechener Analyse gewisser deutscher Poltiker/innen züchten wir in deutschen Labors das, was wir brauchen, dabei ist abtropfendes Wasser fast schon ein bdeutungsloser Nebeneffekt und bringt die totale Unabhängikeit von Importen. Sonstige Energieformen, wenn auch nicht ganz umweltverträglich, inklusive.
cassandros 21.01.2013
4. f-Orbitale und das Periodensystem
Zitat von tdmdftSelten Erden bezeichen die 15 Atome der Lanthanien plus Scanium und Yttrium. Sie sind alle metallisch und werden daher oft als Selten Erden Metalle bezeichnet. Es gibt viele Metalllegierung aus Seltenen Erden die außergewöhnliche magnetische und supraleitenen Eigenschaften. Die Materialien im Artikel sind aber keine Seltenen Erden sondern Oxidverbindungen der Seltenen Erden, die in der Regel Isolatoren sind. Sie heißen daher auch "rare-earth oxids" in der Fachliteratur.
Bedaure, aber Sc und Y sind keine Lanthanoide! Auch das Lanthan gehört nicht zu den Seltenerdmetallen, sondern erst die Elemente ab Cer (ordnungszahl 58), da erst bei diesen die die Gruppe charakterisierenden 4f-Orbitale besetzt werden! Das ist wirr! Seltene Erden sind ex def. die Oxide der Lanthanoide. Was "Oxidverbindungen der Seltenen Erden" sein sollen, erhellt sich nicht.
rudo67 21.01.2013
5. Seltene Erden
Seltene Erden sind nicht die 'Atome' der Lanthaniden, sondern 17 bestimmte Elemente werden Seltene Erden genannt. Diese sind entweder in metallischer Form vorhanden oder eben als Oxide dieser Metalle. Man spricht daher von 'rare earth metals' und von 'rare earth oxides' . Beide unter dem Obergebriff 'rare earths' oder 'Seltene Erden', -seltene- grossgeschrieben und durchaus nicht 'selten'.
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