Der größte künstliche Diamant der Welt
Forscher der Universität Augsburg züchten 155-Karäter. Er muss den Vergleich mit den britischen Kronjuwelen nicht scheuen
Bei großen Diamanten denkt man an Könige und gekrönte Häupter. Forscher der Universität Augsburg haben nun einen künstlichen Diamanten gezüchtet, der einen Vergleich mit den britischen Kronjuwelen nicht scheuen muss – etwa mit dem großen Diamanten im Zepter der Queen. „Mit seinem Gewicht von 532 Karat liegt der Cullinan I noch weit vor uns, und das wird wohl auch noch länger so bleiben. In der Fläche haben wir ihn aber bereits deutlich geschlagen“, sagt Physiker Matthias Schreck.
Den Augsburger Diamantforschern vom Lehrstuhl für Experimentalphysik ist es erstmals gelungen, einen synthetischen Diamanten mit 155 Karat und und 92 Millimetern Durchmesser herzustellen. Dies sei der größte synthetische Diamant der Welt, so Schreck. Diamanten werden an der Universität Augsburg seit 1991 erforscht und synthetisiert. Die Wissenschaftler haben das Ziel, die physikalischen und chemischen Prozesse beim Kristallwachstum zu verstehen. In der Natur sind gewaltige Druckverhältnisse und Temperaturen nötig, um das häufig vorkommende Mineral Grafit in seltene und wertvolle Diamanten umzuwandeln. In den Augsburger Laboren wird dagegen mit chemischen Prozessen und Unterdruck gearbeitet, um synthetische Diamantscheiben herzustellen. Unter bestimmten Bedingungen lagern sich Kohlenwasserstoffmoleküle ab und lassen Schicht für Schicht Diamanten wachsen. Das eigentliche Wachstum der künstlichen Diamanten dauert wenige Tage. Der Herstellungsprozess gilt aber als sehr kompliziert. Es kann viel schiefgehen. Umso größer war die Freude im Augsburger Forscherteam über das gelungene Ergebnis. „Es war faszinierend, nach etlichen Tagen des Wachstums unter einer mehrere Tausend Grad heißen Plasmaentladung den Reaktor zu öffnen und die ersten großflächigen Proben in Händen zu halten“, sagt Physiker Stefan Gsell. Er führte zusammen mit seinem Kollegen Martin Fischer die entscheidenden Entwicklungen im Labor durch.
In der renommierten Zeitschrift Scientific Reports berichten die Augsburger Experminatalphysiker nun über ihre spektakulären Ergebnisse und über den langen Weg zu diesem Erfolg. Die Wissenschaftler sind aber auch vom wirtschaftlichen Nutzen ihrer Entwicklung überzeugt. Sie haben inzwischen ein Start-up-Unternehmen gegründet, das die technologische Entwicklung weiter vorantreiben soll. Die Augsburger Diamanten sollen einen kommerziellen Einsatz in verschiedenen Technologiefeldern finden, angefangen bei industriellen Schneidwerkzeugen über optische Bauteile bis hin zu Detektoren an großen Teilchenforschungseinrichtungen wie dem europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf.
Bleibt eine Frage an die Forscher: Sind synthetische Diamanten echte Diamanten?“Aus Sicht des Physikers lautet die Antwort: Ja. Beim Vergleich der Kristallstrukturen stellt er eine vollständige Identität zwischen Naturdiamanten und im Labor gezüchteten Kristallen fest. „Nur an charakteristischen atomaren Defekten, die beide besitzen, lässt sich natürlicher Ursprung oder synthetische Erzeugung noch feststellen“, sagt Schreck. Trotz aller Forschungerfolge bleibt Mutter Natur somit unerreicht. »Kommentar