Diamanten aus Bor

Forscher haben zeigen können, dass Bor eine seltsame kristalline Struktur annehmen kann, die in dieser Art nicht erwartet worden ist. Dies ermöglicht weitere Anschlüsse der Forschung an neuen Materialien.

Bor besitzt von allen Elementen die höchste Zugfestigkeit und nach Diamanten die zweithöchste Härte natürlich vorkommender Stoffe. Nur Aggregierte Diamant-Nanoröhrchen, die künstlich hergestellt werden müssen, sind härter. Dies macht Bor natürlich auch zu einem interessanten Verarbeitungsstoff. Anwendung findet er bei Hubschraubermotoren, Tennisracks und Golfschlägern.

Für die Untersuchung der Eigenschaften von Bor benötigen die Wissenschaftler_innen besonders reines Bor. Verunreinigungen führen schnell zu einem abweichenden chemischen Verhalten. Für die Untersuchungen die eine neue kristalline Struktur des Bors hervorgebracht haben, verwendete Artem Oganow Bor, bei dem nur ein fremdes Atom pro eine Million Bor-Atome zu finden war.

Mit diesem besonders reinen Bor experimentierte er dann weiter herum. Bei 1500 Grad Celsius setze er das Bor einem enorm hohen Druck von 12 bis 30 Gigapascal aus. Für die künstliche Herstellung von Diamanten ist deutlich weniger Druck erforderlich, nämlich nur 6 Gigapascal. Bei einem Druck von ungefähr 19 Gigapascal hat das Bor angefangen eine seltsame Gitterstruktur zu bilden. Ein Ikosaeder, also ein Kristall, der aus 20 Dreiecken besteht, der allerdings als besonderes Merkmal hat, dass er ionische Verbindungen aufweist.

Dies ist sehr ungewöhnlich, denn ionische Verbindungen, bei denen also Elektronen von einem Atom zu einem anderen übergehen und so eine positive und eine negative Ladung entstehen, kennt man sonst nur von unterschiedlichen Materialien. Nun bildet jedoch Bor alleine eine ionische Struktur aus. Dies führt natürlich auch zu veränderten Materialeigenschaften. Diese müssen nun untersucht werden. Es wird jedoch vermutet, dass im Bereich der Infrarotstrahlung und der Supraleiter für Strom interessante Ergebnisse erzielen lassen werden. Außerdem stellt sich natürlich die Frage, ob es auch gelingen kann aus anderen Materialien ionische kristalline Gitter zu erzeugen.