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Junge Forschung

Hart, aber zerbrechlich

Christoph Gammer möchte eine der großen ungelösten Fragen der Materialphysik lösen: die Verformung metallischer Gläser.
Christoph Gammer möchte eine der großen ungelösten Fragen der Materialphysik lösen: die Verformung metallischer Gläser.Helmut Lunghammer
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Metallische Gläser sind wegen ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften höchst interessant für die Materialwissenschaft. Christoph Gammer möchte sie optimieren.

Als Erstes denkt man beim Begriff Glas wohl an etwas Durchsichtiges, ein Wasserglas etwa oder eine Fensterscheibe. Doch auch Metallverbindungen können zu Glas werden. Lässt man sie schmelzen und kühlt sie dann schnell genug ab, bilden ihre Atome statt des für Metalle typischen regelmäßigen Musters dieselbe ungeordnete Struktur wie das gewöhnliche transparente Glas aus Silikaten. Allerdings lässt sich diese als amorph bezeichnete Anordnung der Atome nur schwer beschreiben. „Wir verstehen metallische Gläser zurzeit kaum“, sagt Christoph Gammer über seinen Forschungsgegenstand. „Das macht sie für mich so faszinierend.“ Der 36-jährige Physiker ist Senior Scientist am Erich-Schmid-Institut für Materialwissenschaft der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Leoben. Metallische Gläser bergen – abgesehen vom Reiz der wissenschaftlichen Herausforderung – ein großes Potenzial als Hochleistungswerkstoff.

„Aufgrund ihrer unregelmäßigen Struktur sind sie extrem hart und oxidationsbeständig. Ideale Kandidaten also für widerstandsfähige Beschichtungen, aber auch Medizinimplantate.“ Und sie sind eisenhaltig und damit magnetisch, also auch als Material für Transformatoren und Abschirmungen elektrotechnischer Geräte geeignet. „Außerdem werden sie, ähnlich wie ein vom Glasbläser hergestelltes Gefäß, ab einer gewissen Temperatur weich und lassen sich formen, etwa zu mikroskopisch kleinen Bauteilen wie Sensoren“, erklärt Gammer. Der Haken: „Sie können auch katastrophal brechen.“ Denn während normale Metalle Mechanismen besitzen, die Verformungen ausgleichen, können amorphe Werkstoffe wie Glas das nicht. Das ist die Achillesferse der metallischen Gläser.