Wo die Kristalle wachsen
"Einsteins Erben": Ein Besuch im Berliner Institut für Kristallzüchtung
Autor/In : R. Kirschey, T. Hauer - Beitrag : 13.03.2000, 21.15 Uhr
WO DIE KRISTALLE WACHSEN
Das Berliner
Institut für Kristallzüchtung
Seit dem Altertum sind Menschen von Kristallen fasziniert. Bis in die heutige Zeit über sie ein scheinbar magische Anziehungskraft aus. In der Vergangenheit war ihre regelmäßige Form Anlaß für die vielfältigsten Legenden. Kristallen wurden magische Kräfte zugeschrieben, ihr Besitz sollte Glück und Gesundheit bringen.
Lange hielt sich die Legende, Bergkristalle wären eine Form gefrorenen Wassers. In den Gebirgen derart tiefen Temperaturen ausgesetzt, daß sie nie wieder auftauen könnten.
Fast jede Substanz kann in einer kristallinen Form vorkommen. Von schmerzhaften Nierensteinen, über süßen Zucker bis hin zu den kostbarsten Diamanten.
Erst mit der Entdeckung der Atome und dem Aufbau der Materie konnten die Geheimnisse des Kristalls gelüftet werden. Die Form des Kristalls wird durch das regelmäßige Raumgitter seiner Moleküle, Atome und Ionen gebildet. Dieser symmetrische Aufbau verleiht ihnen die unterschiedlichsten physikalischen Eigenschaften, ganz nach der Beschaffenheit ihrer Struktur.
Mit der technischen Revolution, besonders mit der Entwicklung der Lasertechnologie, bekamen Kristalle eine vollkommen neue und äußerst wichtige Bedeutung, weit entfernt von bloßen Schmucksteinen.
Aber nicht nur für die Hochtechnologie sind Kristalle heute unverzichtbar. Auch das Alltagsleben steckt voller Kristalle, in CD-Player, Fernsehers, Handys, Uhren, Computer, unsere gesamte Kommunikations- und Medientechnik basiert auf den wunderbaren Eigenschaften der Kristalle. Um den Bedarf an hochreinen kristallen mit immer neueren Eigenschaften zu decken mußten schon früh Technologien entwickelt werden, die es ermöglichten Kristalle künstlich zu züchten.
Der Ort in Berlin, wo Kristalle wachsen ist das Institut für Kristallzüchtung in Adlershof.
Seit 1960 wurden hier Anlagen und Technologien für die Kristallzüchtung entwickelt. Bis zum Jahre 1989 wurden dort über 100 Patente angemeldet sowie über 250 Publikationen veröffentlicht. 1992 wurde das Institut für Kristallzüchtung durch den Wissenschaftsrat der Bundesrepublik neu gegründet und gehört heute zu den bestausgerüsteten Forschungseinrichtungen seiner Art.
Das Institut bearbeitet rund 20 Projekte und unterhält über 100 Kooperationsbeziehungen im In- und Ausland. Dazu gehören nicht nur Spezialaufträge der Industrie, sonder auch das Züchten von Kristallen für Forschungsprojekte von ESA und NASA.
Ähnlich, wie Pharmakologen, die immer auf der Suche nach neuen Substanzen, mit neuen Wirkungen sind, forschen die Kristallographen nach neuen Kristallen mit neuen physikalischen Eigenschaften zu Entwicklung neuer Technologie. Kristalle werden aus Schmelzen, Lösungen oder durch die Sublimation aus Gasen gezüchtet. Verläuft der Vorgang der Kristallisation ungestört, so entstehen Kristalle, deren Form und Flächen dem Gitterbau seiner Atome entsprechen, sogenannte Einkristalle.
Das Ziel der Kristallographen ist die Zucht immer reinerer und aus wirtschaftlichen Gründen, immer größerer Kristalle. Den Rekord gelang im Februar diesen Jahres Forschern in den USA
Etwa 320 Kilogramm
bringt der mächtige Kaliumdihydrogenphosphat-Kristall auf
die Waage. In einer Rekordzeit von nur 52 Tagen entwickelte sich der
Kristall auf die Größe einer Hundehütte. Zum erlangen
dieses Rekords wandten
die Wissenschaftler vom U.S. Department of Energy´s Lawrence Livermore
National Laboratory eine ganz besondere Technik an. Diese spezielle
Schnellwachstums-Methode bringt den Kristall schnell auf die doppelte
Größe,
als es bisher möglich war.
Auch wenn ein solcher Polyeder sicherlich schön anzusehen ist, verfolgen
die
Forscher weitaus tiefere Ziele mit ihrer Rekordschöpfung. Nachdem
der
Riesenkristall in wenige Millimeter dünne Scheiben geschnitten wurde,
sollen
die Plättchen dazu dienen, die Infrarotstrahlen eines Lasers in
Ultraviolettes Licht zu verwandeln, bevor er sein Ziel erreicht. Dadurch
sollen beispielsweise leicht explosive Stoffe und Munitionslager vor
Überhitzung geschützt werden können.
Auch wenn künstliche Kristalle die Reinheit der natürlich gewachsenen schon lange übertreffen, in Hinsicht auf die Größe bleibt die Natur Weltmeister.
Auf Madagaskar wurde der größte bekannte Kristall gefunden, ein 18 Meter langer Beryll.
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