Aluminium wird nun so durchsichtig wie Glas
Breite Anwendungspalette - Forschern gelingt drastische Kostensenkung mit Säure und Strom
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So wird aus Aluminium vergleichsweise günstig transparentes Oxid (Illustration: ateneo.edu) |
Quezon-City/Ikoma (pte002/18.02.2025/06:05)
Forscher der Ateneo de Manila University haben mit Kollegen des Nara Institute of Science and Technology die Herstellung von keramischem, transparentem Aluminiumoxid vereinfacht. Sie nutzen hierfür eine Säure und elektrischen Strom, um das undurchsichtige Metall in ein glasähnliches Material umzuwandeln. Mit einer Pipette platzieren sie winzige Säuretropfen auf ein dünnes Aluminiumblech, durch das ein schwacher Strom fließt. Dieser sorgt für eine elektrochemische Reaktion, bei der Aluminiumoxid entsteht.
Inniger Kontakt durch Elektrobenetzung
Die Moleküle des extrem kratzfesten Materials, das vor allem für die Raumfahrt interessant ist, ordnen sich dabei selbstständig so an, dass das Material transparent wird. Bei einer Spannung von lediglich zwei Volt dauert es zehn Minuten, bis der benetzte Fleck vollkommen transparent ist. Elektrobenetzung heißt dieses Verfahren. Dabei verändert das entstehende elektrische Feld die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, sodass diese in innigen Kontakt mit der Unterlage kommt.
Bei der darauf folgenden chemischen Reaktion sprechen die Entwickler von einer "Anodisierung im Tröpfchenmaßstab". Dieses Verfahren benötigt nur einen Bruchteil der Energie der Technik, die bisher eingesetzt wird. Zudem entstehen keine giftigen Abfallstoffe. Beides drückt die Herstellungskosten so stark, dass kratzfeste Touchscreens und optische Linsen sowie Beschichtungen für Autos denkbar sind, heißt es.
Prozessbeobachtung mit Röntgenstrahlen
Nara-Physiker Marco Laurence M. Budlayan und sein Team haben die die Veränderungen während der Reaktion zwischen Säure und Aluminium mithilfe der Röntgen-Photoelektronenspektroskopie beobachtet. So konnten sie die beste Lösung durch Variation der elektrischen Spannung und der Konzentration der Säure finden. Entscheidend für die Güte der Transparenz ist demnach die Oberflächenrauigkeit, die sich ebenfalls steuern lässt.
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