Wie viel Karat gibt eine Kuh?

Zugegeben: Die Frage klingt seltsam. Den Zusammenhang zwischen Kuh und Diamant gibt es aber wirklich! Herausgefunden haben das Forschende an der Universität Augsburg um Dr. Matthias Schreck, Arbeitsgruppenleiter Diamant in der Experimentalphysik IV am Institut für Physik der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät.

© Universität Augsburg

Kühe stoßen Methan aus

Wiederkäuer geben bei ihren Verdauungsvorgängen Methan ab. Einer Kuh entweicht spätestens alle drei Minuten ein Wind – und damit Methan. Im Durchschnitt gibt eine Kuh 100 Kilogramm Methan pro Jahr ab. Aus Methan lassen sich künstliche Diamanten herstellen Nach dem bisherigen Verfahren zur Herstellung künstlicher Diamanten wurde Grafit, wie es in Bleistiften enthalten ist, über die Dauer von mehreren Wochen in einer hydraulischen Presse zu kleinen Diamantkristallen gepresst. Das Problem dabei: Das Vorgehen ist? teuer und langwierig und die entstandenen Diamanten waren in den Abmessungen äußerst begrenzt.

Dr. Matthias Schreck und seine Kollegen fanden eine alternative Herangehensweise unter der Verwendung von Methan. Bei der sog. „chemischen Gasphasenabscheidung“ werden zwei Gase vermischt und zur Reaktion angeregt. In diesem Fall waren es Wasserstoff und Methan. Aus dieser Reaktion entsteht Kohlenstoff, der sich dann auf einer Oberfläche niederschlägt und Schicht für Schicht einen Diamanten bildet. Diese Diamanten haben die Form dünner, flacher Scheiben. Die Herstellung großflächiger Diamantscheiben ist derzeit nur mithilfe der an der Universität Augsburg entwickelten Technologie möglich.

Warum eigentlich werden Diamanten synthetisch hergestellt?

Die hergestellten Diamantscheiben sind ideal für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen geeignet. Diamanten sind härter als jeder andere Stoff und daher ein perfekter Ausgangsstoff für Schneideinstrumente. Sie kommen beispielsweise bei der Herstellung von chirurgischen Instrumenten wie Augenskalpellen zum Einsatz, bei der Bearbeitung von Oberflächen hochwertiger Uhren oder auch beim Schneiden von Asphalt.

Die in Augsburg synthetisierten Diamanten sind nicht nur von Größe und Form her ein optimal geeigneter Rohstoff für die Industrie. Sie haben auch einen weitaus kleineren ökologischen Fußabdruck als aus traditionellem Bergbau gewonnene Edelsteine. Dr. Matthias Schreck weist außerdem darauf hin, dass Diamant Material für die Hochleistungselektronik ist, wie sie für den Aufbau moderner Stromnetze gebraucht wird: „Damit tragen die Augsburger Diamantscheiben auch zum Gelingen der Energiewende bei.“

Also: Wie viel Karat gibt denn nun eine Kuh?

Um die Ausgangsfrage zu beantworten: Das von einer Kuh pro Jahr abgegebene Methan reicht für die Gewinnung von 375.000 Karat Diamant! Bisher hat das Forschungslabor der Universität Augsburg aber keine Kühe auf dem Campus, deren Methan für die Diamantenproduktion eingefangen würde.

 

Wussten Sie, dass an der UA der größte künstliche Diamant hergestellt wurde?

 

Autorin: Dr. Nadja Hadek

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Arbeitsgruppenleiter Diamant
Experimentalphysik IV

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