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1 Mio DM fuer Diamantherstellung bei Normaldruck:
Die Kunst, aus Abfall Diamant zu machen
Der Kunst, bei Normaldruck in einem Abfallgas winzige Diamantkristalle herzustellen, ist das Institut fuer Verbrennung und Gasdynamik der Universitaet Duisburg auf der Spur, damit sie in einigen Jahren gezielt fuer neue technische Anwendungen erzeugt werden koennen.
Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Paul Roth freut sich daher besonders ueber den positiven Bescheid der Deutschen Forschungsgemeinschaft, das neue Grossprojekt HN-Diamant in den ersten beiden Jahren (Pilotphase) mit 960.000 DM zu foerdern. An der Finanzierung beteiligt sich auch das Wissenschaftsministerium NRW in nennenswertem Umfang.
Das Forschungsvorhaben, das auf 5 bis 7 Jahre angelegt ist, bildet den Kern eines neuen Forschungsschwerpunktes des Instituts, bei dem die Herstellung und das Studium von Nanopartikeln und Hartstoffen mit neuartigen technischen Eigenschaften im Mittelpunkt steht.
Die Projektleiter wollen die "Kohlendioxidlaser-induzierte Gasphasen- synthese von Diamant" im Detail untersuchen, die vor wenigen Jahren an der Universitaet Bern entdeckt wurde, aber bisher noch kaum verstanden wird. Ziel des Duisburger Instituts ist es, den Mechanismus und das Wachstum von Diamantkristallen bei Normaldruck in Ethylen- gas aufzuklaeren.
Die Besonderheit dieser Diamantherstellung besteht also darin, dass bei Normaldruck anstatt wie bisher unter Hochdruck im Erdinneren und dass sie in Ethylengas, einem Abfallerzeugnis bei der Benzinher- stellung, erfolgt.
Gleichzeitig soll das Verfahren soweit verbessert werden, dass in absehbarer Zeit genuegend Diamant hergestellt werden kann, um seine Eignung fuer neuartige technische Anwendungen zu untersuchen. Die hervorragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften von Diamant konnten bis heute erst sehr eingeschraenkt genutzt werden, so z.B. als duenne Hartstoffschichten, Schleif- und Poliermittel oder Waer- meableiter in der Laser- und Elektronikindustrie.
Diamantgroesse und -form nach Wunsch
Die Duisburger Forscher gehen davon aus, dass sie diesen Prozess in einigen Jahren weitgehend automatisieren und Diamantkristalle in genau definierten Groessen und Formen herstellen koennen. Daher entwickelt das interdisziplinaere Team fuer den Syntheseprozess und die Diamantbildung gleichzeitig ein Computermodell, in das die experi- mentellen Daten laufend eingespeist werden sollen.
Antragssteller des Grossprojektes sind Prof. Dr. Paul Roth, Prof. Dr. Andreas Schmidt-Ott, Prof. Dr. Dieter Haenel, Prof. Dr. Eberhard F. Wassermann und Dr. Peter R. Buerki als Entdecker des Verfahrens und Initiator des Projekts.
Die Foerdermittel werden im wesentlichen zum Bau eines Stroemungs- reaktors fuer die Diamantsynthese genutzt, der aus einem 0,5 kW (in einer spaeteren Ausbaustufe 2 kW) Kohlendioxid-Industrielaser, einer wassergekuehlten Brennkammer mit Gasmischanlage, Einrichtungen zur Abtrennung der Diamantpartikel von anderen Reaktionsprodukten, einer Abgasnachverbrennung und diversen Sicherheitseinrichtungen besteht.
Gleiche Diamantkristalle im Weltraum?
Das Verstaendnis des neu entdeckten Diamantbildungsprozesses ist nicht nur fuer die Grundlagenforschung und fuer technische Anwendungen von grossem Interesse.
Als bahnbrechend bezeichnen Experten auf dem Gebiet der Astro- physik die bisher gewonnenen Duisburger Erkenntnisse, da ein enger Bezug zu den interstellaren Diamantkristallen zu bestehen scheint, die vor wenigen Jahren gefunden wurden.
In der Zwischenzeit wird angenommen, dass der groesste Teil des im Weltall vorhandenen Kohlenstoffs in Form von mikroskopisch kleinen Diamanten vorliegt, die wahrscheinlich auf sehr aehnliche Weise gebil- det wurden wie in dem Prozess, der jetzt am Duisburger Institut fuer Verbrennung und Gasdynamik erforscht wird.
Unter Leitung von Dr. Buerki wurde deshalb zu Jahresbeginn ein weiteres von der DARA gefoerdertes Forschungsprojekt im Umfang von DM 115.000 begonnen, in dem in Zusammenarbeit mit der Europaeischen Weltraumorganisation ESA und dem Max-Planck-Institut fuer Chemie in Mainz die Bildung von Diamantkristallen unter Schwerelosigkeit stu- diert werden soll.
Das Verstaendnis der Niederdruck-Diamantbildung in der Gasphase ist somit auch von grosser Bedeutung fuer die Weiterentwicklung von astrophysikalischen Modellen zur Erklaerung der Entstehung von Gas- und Staubwolken im Weltraum, der Bildung von Sternen, Planeten und Sonnensystemen und damit zur Klaerung des Ursprungs unserer Erde und der Menschheit.
Das Institut fuer Verbrennung und Gasdynamik ist damit dem im Uni- versum wichtigsten Diamantbildungsprozess auf der Spur, der die Dia- mantvorkommen, die in Hochdruckprozessen im Innern der Erde und anderer Planeten gebildet werden, mengenmaessig um vieles uebertrifft.
Criteria of this press release:
Materials sciences, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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