Neuentdecktes Material widerspricht den Gesetzen der Physik

@StUffz
Bei dem Beispiel ändert sich jedoch auch nicht die Dichte des Frosches, oder nicht?

@fregman
Gesetzt dem Fall, der Druck wird auf den Frosch so weit erhöht, dass er nur noch eine Unter- und eine Oberseite besitzt, sagen wir mal, er ist zu diesem Zeitpunkt nur noch einen Milimeter hoch, dann ist folgendes anzunehmen:
Seine Seiten (vorne, hinten, rechts und links) sind in Folge der Deformation zu oben oder unten geworden. Folglich kommt für ihn der Druck von allen Seiten.

@StUffz
Die haben aber keinen Frosch untersucht, sondern Zinkcyanid - und das verhielt sich in Phasenübergängen eben anders ... und kann ein neuer Werkstoff werden. Oder so.

@fregman

Und zwar, so wie ich das verstehe, auch von innen...

Durch die Einwirkung von hydrostatischem Druck waren wir (erstmals) in der Lage, ein normal dichtes, non-poröses Material zu einer Vielzahl neuer, nun poröser Materialien umzuwandeln, die so etwa die doppelte Menge anderer Materialien (etwa Flüssigkeiten) aufnehmen können

Völlig in Ordnung! Das neu entdeckte Material scheint Gelatine zu sein. Beweis: Man nehme ein Blatt davon, drücke es unter Wasser und lässt es dann aufquellen.

Die Dichte verringert sich bei hydroatatischem (= allseitigem) Druck.

Vor allem lustig, wie 'counterintuitive' zu 'widerspricht den Gesetzen der Physik' wurde... :D

Also, ich sehe da ein ganz nette neue Materialen und sonst nichts was den Gesetzen der Physik widersprechen würde.

So wie ich das sehe kommt es bei dem betrachteten Material bei Ausübung von Druck zu Änderungen der Packungsstruktur (überhaupt nichts ungewöhnliches). Das besondere ist die Möglichkeit unter Druck eine poröse Struktur zu erhalten die abhängig von der Umgebungsmatrix (organsiches Solvenz) eine bestimmte Menge des Lösemittels einlagern kann. Coole Sache, deshalb auch in JACS publiziert aber selbstverständlich widerspricht nichts der Physik.

@Thawra
Ja, allerdings ... doch eine der Autorinnen des Papers erwähnt ebenfalls die Besonderheit und siehe unten.

Ich zitiere mal - leider nur englisch - aus dem ScienceDaily Artikel - und dort steht auch drinnen, was GreWi (vermutlich um seine Leser zu schonen) weg gelassen hat.
Sie haben ein neues Material erfunden und sehen vielfältige Einsatzmöglichkeiten dafür, und sie können sehr wohl erklären, wieso es sich so verhält.

Because this behavior seems impossible, Chapman and her colleagues spent several years testing and retesting the material until they believed the unbelievable and understood how the impossible could be possible. For every experiment, they got the same mind-bending results.

"The bonds in the material completely rearrange," Chapman said. "This just blows my mind."

This discovery will do more than rewrite the science text books; it could double the variety of porous framework materials available for manufacturing, health care and environmental sustainability.

Scientists use these framework materials, which have sponge-like holes in their structure, to trap, store and filter materials. The shape of the sponge-like holes makes them selectable for specific molecules, allowing their use as water filters, chemical sensors and compressible storage for carbon dioxide sequestration of hydrogen fuel cells. By tailoring release rates, scientists can adapt these frameworks to deliver drugs and initiate chemical reactions for the production of everything from plastics to foods.

aus: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130612224230.htm

@levifan
Doch sehr ungewöhnlich. Die Struktur des Kristalls verändert sich enorm, drastisch, unerwartet ... von der normalen zu einer demantoiden, oder so (Wiki gefragt) .

@Resi_n

Resi_n schrieb:"The bonds in the material completely rearrange," Chapman said. "This just blows my mind."

Ja... it blows my mind - aber nur wenn man von der Materie was versteht, sonst ist es eher einfach 'counterintuitive'.

@Thawra
Jap - und genau das macht GreWi so gern, nur Teile zitieren und andere Zusammenhänge bei seinen Lesern erzeugen, als die ursprünglich gedachten. Sieht so aus, als hätten sie einfach Auszüge aus Science Daily genommen.

@Resi_n

So was machen die immer... -.-

@kario
Liest du denn mit? Noch Fragen, Kommentare dazu?

Kurz nochmal etwas genauer überflogen:

Es sieht wohl so aus: Man hat also ein Lösemittel und den Festkörper und setzt dem einem gewissen Druck aus. Dabei kommt es zu einer Strukturänderung und das Solvenz wird in die entstehenden Poren eingelagert. Dabei ist die neue poröse Struktur mit dem Solvenz (Also nur der Festlörper mit den gefüllten Poren!) nun voluminöser als der Festkörper zuvor. Das neue Gesamtsystem Solvenz und Festkörper weist aber ein geringeres Volumen auf als das Ausgangssystem. Daher durchaus alles andere als undenkbar.

@levifan
Na, sie habens doch auch gemacht ;)

Sie haben nicht nur ein neues Material entdeckt, sie haben auch ne Methode gefunden, so etwas mit anderen Substanzen zu wiederholen.
Durch Druck verändern sie normales Material und schaffen ein poröses, das die doppelte Menge halten kann - das sich gut einsetzen lässt. Das ist schon spektakulär.

@Resi_n

Resi_n schrieb:Das ist schon spektakulär.

Keine Frage, ist nicht umsonst in JACS gelandet. Aber wir müssen jetzt nicht die Physik neu schreiben ;) Vlt. bekommen in Zukunft neuere Auflagen von Fachbüchern über poröse Festkörper ein neues Unterkapitel. ;)

@levifan
Aber wir sollten mal eine kleine Übersetzungshilfe, eine Art memo, mir fehlt das richtige Wort, erstellen für das, was auf GreWi gerne aus echter Wissenschaft gemacht wird.
"counterintuitive" ist ungleich "against", aber schön formuliert, und Halbsätze behalten ...

Und dass TEs gar nicht wissen wollen, worum es wirklich geht ... seufz.

Resi_n schrieb:Die haben aber keinen Frosch untersucht, sondern Zinkcyanid - und das verhielt sich in Phasenübergängen eben anders ... und kann ein neuer Werkstoff werden. Oder so.

Ganz bestimmt ist Zn(CN)2 als Werkstoff unbrauchbar.
Es hat zwar diese Volumenändernde Eigenschaft, bei Druckänderung,
aber es ist wertlos als Werkstoff.
Es hat zwar polymere Eigenschaften, aber es ist nicht besonders stabil.
Wie alle anderen Cyanide.
Es reagiert schon mit schwachen Säuren unter Zersetzung und setzt dabei HCN (Cyan-
wassertoff, Blausäure) in merklichen Mengen frei. Da genügt schon, wenn es an der
Luft liegt, feucht wird (H2O) und dann noch mit CO2 aus der Luft zusammenkommt.
Dann bildet sich H2CO3 (Kohlensäure) die sofort mit Zn(CN)2 reagiert.

Zn(CN)2 + H2CO3 -------> Zn(CO3) + 2 HCN

Dabei entsteht, Zinkcarbonat und Blausäure, welche bekanntlich ziemlich giftig ist
(Atemgift, blockiert die Erytrozyten (Rote Blutkörperchen) und behinder so die
Sauerstoffaufnahme).


Eine solche Substanz ist als Werkstoff denkbar ungeeignet.

P.S.

Ein neues Material haben sie auch nicht entdeckt.
Zn(CN)2 ist schon sehr lange Zeit bekannt.
Mindestens schon seit der Goldaufbereitung durch "Cyanidlaugerei".
Dabei entsteht es nämlich als Nebenprodukt.

Was sie neu entdeckt haben, das ist eben diese neue und außergewöhnliche
Eigenschaft, die es aufweist, wenn man es erhöhtem Druck aussetzt.
Das ist schon alles.

@Gamma7
Ja, kann sein, dass ich mich da flapsig ausgedrückt habe ... aber im übersetzen von Wissenschaftsenglisch bin ich mies.
Also, nicht ich habe das gemeint, die Autoren.

Wie würdest du beschreiben, was sie gemacht haben? Ich könnte mit Phasenübergängen kommen, als Beispiel einen Berg, der sich so umordnet, das er ein Netzwerk von Tunneln enthält. Dann hat das Volumen des Berges auf den ersten Blick erst einmal zugenommen. Wenn du die Volumina der Tunnel wieder abziehst, dann nicht.
Es wäre schon ne coole Methode Nanoporen zu basten, wenn man das einfach nur unter Druck setzen kann

Zinkcyanid findet inzwischen als Katalysator bei einigen organischen Reaktionen
Anwendung. Die Volumenvergrößernde Eigenschaft könnte z.B. die Katalysator-
wirkung um ein vielfaches erhöhen, da durch die Volumensteigerung sich ebenfalls
die für die Katalyse wirksame Kontaktoberfläche vergößert.

Dafür z.B. könnt man die neue Eigenschaft gezielt einsetzen.
Man erhöht den Druck im Reaktionsgefäß, in dem das Zn(CN)2 als Katalysator eingesetzt wird,
um den Katalyseeffekt zu verstärken. Höherer Druck bedeutet auch Zunahme von wirksamen
Teilchenzusammenstößen, was die Reaktionsgeschwindigkeit ebenso erhöht.
Zwei Fliegen praktisch, die man mit einer Klappe schlägt.