Innerhalb von Sekunden entstanden „kosmische Magnete“, die sich über Jahrmillionen bilden

Ein internationales Forscherteam der University of Cambridge, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und

Die University of Montana in Leoben entstandeine Methode zur schnellen Herstellung hochwirksamer Magnete, die in Meteoriten gebildet werden. Die neuen Materialien werden in Windkraftanlagen und Elektrofahrzeugen Verwendung finden und mit Seltenerdelementen konkurrieren, deren Hauptlieferant China ist.

Tetrataenit, eine Legierung aus Eisen und Nickel mit einem besonderengeordnete atomare Struktur, ist eine der vielversprechendsten Alternativen für Seltenerdmagnete, erklären die Wissenschaftler. Unter natürlichen Bedingungen bildet es sich über Millionen von Jahren, während der Meteorit langsam abkühlt. Dieser Prozess führt zur Bildung einer spezifischen Kristallstruktur, die magnetische Eigenschaften verleiht.

Bereits in den 1960er Jahren synthetisierten Wissenschaftler erstmalsdieses Material. Um es herzustellen, beschossen sie eine Legierung aus Eisen und Nickel mit Neutronen, um die gewünschte Struktur zu erzeugen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es nicht für die Massenproduktion geeignet ist.

In einer neuen Arbeit haben Forscher eine Alternative gefunden,das keine Kühlung über Millionen von Jahren oder Neutronenbestrahlung erfordert. Wissenschaftler untersuchten die mechanischen Eigenschaften von Eisen- und Nickellegierungen, die geringe Mengen Phosphor enthalten, ein Element, das auch in Meteoriten vorkommt. 

Die Forscher fanden heraus, dass Phosphor,in Meteoriten vorhanden, beschleunigt die Bewegung von Eisen- und Nickelatomen. Dadurch wird die Kristallstruktur um 11–15 Größenordnungen schneller gebildet. Dadurch kann es in einem herkömmlichen Gießverfahren in wenigen Sekunden erstellt werden.

Nachfrage nach Hochleistungsmagnetenist mit der Entwicklung kohlenstofffreier Technologien erheblich gewachsen: Elektrotransport und grüne Energie. Obwohl Seltenerdmagnete auf der Erde tatsächlich weit verbreitet sind, ist ihre Herstellung äußerst umweltschädlich und China ist derzeit der Hauptlieferant.

Wissenschaftler glauben, dass das neue Verfahren dazu beitragen wird, die Abhängigkeit vom Monopol eines Anbieters zu vermeiden und gleichzeitig erhebliche Umweltschäden zu vermeiden.

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Umschlag: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, CC BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons