Superisolator leitet fast keine Wärme mehr

Viele dünne Schichten isolieren besser als eine dicke. In Wintermonaten hält dieses Zwiebelschalenprinzip mit Kleidern warm und amerikanische Chemiker führte es nun zu dem besten festen Wärmeisolator, der jemals entdeckt wurde.

Eugene (USA)/Urbana (USA) - Er besteht aus mehreren Kristallschichten aus Wolframdiselenid, berichten die Forscher in einer Vorabveröffentlichung von "Sciencexpress". Doch für die Wärmedämmung an Häusern oder für Extremkleidung für Arktisexpeditionen wird dieser Rekordwerkstoff nicht genutzt werden können.

"Der Grund für die extrem geringe Wärmeleitfähigkeit liegt in der ungewöhnlichen Struktur des Materials", sagt David C. Johnson von der University of Oregon, der das Material zusammen mit Kollegen von der University of Illinois entdeckt und untersucht hat. Obwohl die Wolfram-Verbindung ein Kristall ist, ist sie nur in zwei Raumrichtungen kristallin geordnet aufgebaut. In der dritten Dimension zeigen sich verdrehte und ungeordnete Strukturen.

Genau dieser Aufbau soll die Ursache für die herausragenden Isolator-Eigenschaften sein. Das Material leitete nur ein zwanzigstel Watt pro Meter und Grad, das ist sechsmal weniger als theoretische Abschätzungen erwarten ließen. Zum Vergleich: Glas leitet Wärme 20-mal besser und nur Dämmstoffe wie Glaswolle erreichen ähnliche Werte.

Eine technische Anwendung für Kühlschränke oder Warmwasserspeicher schließen die Forscher jedoch aus. Dennoch hoffen sie auf einen praktischen Nutzen ihrer Entdeckung. Denn gerade der molekulare Schichtaufbau, der deutlich von klassischen Kristallstrukturen abweicht, könnte als Vorbild für andere, neu zu entwickelnde Werkstoffe dienen, die dann als Wärmeisolatoren eingesetzt werden könnten. So soll bei dünnen Schichten aus Metalloxiden nur eine Nanometer feine Verschiebung gegeneinander ausreichen, um verbesstere Isolator-Eigenschaften zu erhalten.