Wissenschaftlern der Universität von Minnesota ist es erstmals gelungen, das absolut nicht magnetische Mineral Pyrit, das auch als Katzen- oder Narrengold bekannt ist, in ein wertvolles magnetisches Material umzuwandeln, das für Hightech-Anwendungen wie Solarzellen und Computerspeicher angewendet werden könnte.
Eisensulfid-Kristall Karzengold
© University of MinnesotaEin von den Wissenschaftlern künstlich erzeugter Eisensulfid-Kristall von hohem Reinheitsgrad.
Es war der der Traum eines jeden Alchemisten: US-Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, das nahezu wertlose, weitläufig als "Katzen- oder Narrengold" bekannte und absolut nichtmagnetische Mineral Pyrit in ein magnetisches Material umzuwandeln. Das wiederum könnte der erste Schritt sein, aus dem nahezu wertlosen Narrengold ein wertvolles Material für Solarzellen und Computerspeicher zu machen.

Wie das Team um Professor Chris Leighton von der University of Minnesota aktuell im Fachjournal "Science Advances" (DOI: 10.1126/sciadv.abb7721) berichtet, gelang die Umwandlung mit Hilfe leichter elektrische Ladungen.

~ Grenzwissenschaft Aktuell
Die Wissenschaftler haben somit etwas vollbracht, was bisher als unmöglich galt.
"Die meisten Forscherkollegen hätten bislang gesagt, dass es nicht möglich ist, ein nichtmagnetisches Material elektrisch in ein magnetisches umzuwandeln", erläutert Leighton. "Wir haben jetzt aber einen Weg gefunden, bei dem genau das anhand von Eisensulfid, also Katzen- bzw. Narrengold, passiert." Dies sei nicht zuletzt deshalb von großem Interesse, weil das Mineral, das auch ein Nebenprodukt der Erdölproduktion ist, sehr kostengünstig hergestellt und genutzt werden kann, etwa für Solarzellen und in der Computerspeichertechnologie.

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Den Forschern gelang es mit Hilfe einer Elektrolyt-Lösung und lediglich einem Volt, das Material nicht nur zu magnetisieren, sondern auch wieder in seinen Ursprungszustand zurückzuversetzen.
Mit der sogenannten Elektrolytsteuerung brachten die Forscher das Material in Kontakt mit einer isotonischen Elektrolyt-Lösung (tatsächlich vergleichbar mit einem Isotonik-Getränk).

Danach wendeten sie die sehr schwache Spannung von einem Volt (weniger als die Energie einer gewöhnlichen Haushaltsbatterie ) und bewegten dadurch positiv geladene Moleküle in Richtung des Interface zwischen den Elektrolyten und dem Eisensulfid - und induzierten diesem auf diese Weise den gewünschten Magnetismus. Zudem waren die Wissenschaftler in der Lage, durch Abschalten des Stroms das Material wieder in seinen ursprünglichen, nichtmagnetischen Zustand zu versetzten, und konnten auf diese Weise also den erzeugten Magnetismus an- und ausschalten.
"Wir waren selbst sehr erstaunt darüber, dass das funktioniert", kommentiert Leighton. "Durch den Einsatz der Spannung haben wir dem Material regelrecht Elektronen zugeführt. Wie sich zeigt, ist die Konzentration der Elektronen dabei hoch genug, damit das Material spontan ferromagnetisch wird - ein Vorgang, den wir zuvor nur theoretisch verstanden haben."
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