Eisen und Sauerstoff: Spin bestimmt Korrosion

  • 1 Mio. € kostet das von der DFG geförderte Massenspektrometer, mit dem Karlsruher Chemiker erforschen, wie Nanopartikel aus Aluminium mit Sauerstoff reagieren. Quelle: CFN, Universität Karlsruhe (TH)1 Mio. € kostet das von der DFG geförderte Massenspektrometer, mit dem Karlsruher Chemiker erforschen, wie Nanopartikel aus Aluminium mit Sauerstoff reagieren. Quelle: CFN, Universität Karlsruhe (TH)

Eisen und Sauerstoff: Spin bestimmt Korrosion. Reaktionen mit Sauerstoff gehören zu den wichtigsten chemischen Prozessen. Besondere wirtschaftliche und technische Bedeutung hat die sauerstoffabhängige Korrosion von Eisen, der Rost. Obwohl sie so verbreitet ist, weiß man über die atomaren Abläufe bei der Oxidation mit Sauerstoff recht wenig. Die Chemiker Professor Hansgeorg Schnöckel und Dr. Ralf Burgert vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) konnten zeigen, dass der Spin, also der Drehimpuls der Elektronen, die für die Bindung zwischen den Atomen verantwortlich sind, bei der Korrosion von Metallen entscheidend ist. Als Modellsystem stellten die Wissenschaftler Nanopartikel aus wenigen Aluminiumatomen her. Für die Untersuchung dieser als Cluster bezeichneten Strukturen nutzten sie die Fourier-Transform-Massenspektrometrie, ein Verfahren, das bisher vor allem bei der Analyse von Proteinen eingesetzt wurde. In Zusammenarbeit mit amerikanischen Wissenschaftlern aus Balti- more, Lake Charles und Richmond sowie Forschern an der Universität Konstanz konnten die Chemiker nachweisen, dass der Spin bestimmt, ob es zu einer spontanen Oxidation kommt oder nicht. Entscheidend ist, dass die Spins bei beiden Reaktionspartnern zueinander passen, denn nach den „Spin-Auswahlregeln“ sind nur bestimmte Kombinationen möglich.

www.kit.edu, www.cfn.uni-karlsruhe.de

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