Das dünnste Glas der Welt ist nur ein Molekül dick, eine zufällige Entdeckung von Wissenschaftlern, die für die Nachwelt in das Guinness-Buch der Rekorde aufgenommen wurde.
Direkte Abbildung eines zweidimensionalen Quarzglases auf Graphen. Bildnachweis: P.Y. Huang, S. Kurasch et al.
Die "Scheibe" aus Glas, die so dünn ist, dass ihre einzelnen Silicium- und Sauerstoffatome mittels Elektronenmikroskopie deutlich sichtbar sind, wurde im Labor von David A. Müller, Professor für angewandte und technische Physik und Direktor des Kavli-Instituts in Cornell, identifiziert Nanoscale Science.
Die Arbeit, die die direkte Abbildung dieses dünnen Glases beschreibt, wurde erstmals im Januar 2012 in Nano Letters veröffentlicht, und die Guinness-Mitarbeiter nahmen dies zur Kenntnis. Das Album wird nun in der Ausgabe 2014 von Guinness World Records veröffentlicht.
Nur zwei Atome dick, das Glas sei eine zufällige Entdeckung, sagte Müller. Die Wissenschaftler hatten Graphen, eine zweidimensionale Schicht aus Kohlenstoffatomen in einer Hühnerdrahtkristallformation, auf Kupferfolien in einem Quarzofen hergestellt. Sie bemerkten einen Dreck auf dem Graphen und stellten bei näherer Betrachtung fest, dass es sich aus den Elementen von Alltagsglas, Silizium und Sauerstoff zusammensetzte.
Sie kamen zu dem Schluss, dass ein Luftleck dazu geführt hatte, dass das Kupfer mit dem ebenfalls aus Silizium und Sauerstoff bestehenden Quarz reagierte. Dies erzeugte die Glasschicht auf dem möglichen reinen Graphen.
Neben seiner Neuheit, so Muller, beantwortete das Werk eine 80 Jahre alte Frage nach der grundlegenden Struktur von Glas. Wissenschaftler, die es nicht direkt sehen konnten, hatten Mühe, es zu verstehen: Es verhält sich wie ein Feststoff, sollte aber eher wie eine Flüssigkeit aussehen. Jetzt haben die Cornell-Wissenschaftler ein Bild von einzelnen Glasatomen angefertigt, und sie fanden heraus, dass es auffallend einem Diagramm ähnelt, das W.H. Zachariasen - eine langjährige theoretische Darstellung der Anordnung von Atomen im Glas.
"Auf diese Arbeit bin ich im Rückblick auf meine Karriere besonders stolz", sagte Müller. "Es ist das erste Mal, dass jemand die Anordnung von Atomen in einem Glas sieht."
Darüber hinaus könnte zweidimensionales Glas eines Tages in Transistoren Verwendung finden, indem es ein fehlerfreies, ultradünnes Material liefert, das die Leistung von Prozessoren in Computern und Smartphones verbessern könnte.
Die Arbeit bei Cornell wurde von der National Science Foundation über das Cornell Center for Materials Research finanziert.
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