ETH-Forscher entwickeln fünf- bis zehnmal leichteres 18-Karat-Gold

Vor fünf Jahren entwickelten ETH-Forscher das leichteste Gold der Welt, das sogar auf Milchschaum schwamm. Nur anfangen konnte man damit nicht viel. Nun folgt als Weiterentwicklung 18-Karat-Leichtgold, das für Uhren, Schmuck und Elektronik verwendet werden kann.

Grundlage ist eine Matrix aus Plastik, welche metallische Legierungselemente ersetzt. Das berichteten die Forschenden um Leonie van ‘t Hag in der Fachzeitschrift «Advanced Functional Materials». Proteinfasern und ein Latexpolymer bilden die Matrix, in die plättchenartige Gold-​Nanokristalle eingebettet sind.

Zudem enthält das Material winzige Lufteinschlüsse, die für das Auge nicht sichtbar sind. Das Resultat ist echtes Gold, das fünf- bis zehnmal leichter ist als das herkömmliche. Es kann beispielsweise für Uhren, die das Handgelenk nicht beschweren oder Schmuck, der nicht am Ohrläppchen zerrt verwendet werden.

«Dieses Gold hat Materialeigenschaften eines Plastiks.» Das sagt Raffaele Mezzenga, Professor für Lebensmittel und weiche Materialien, in dessen Labor das Leichtgold entstanden ist. Lässt man ein Stück davon auf eine harte Tischplatte fallen, klingt es wie Plastik. Es schimmert jedoch wie metallenes Gold, und lässt sich polieren und bearbeiten, um es in die richtige Form zu bringen.

Die Forschenden können auch die Härte des Materials einstellen, indem sie die Zusammensetzung des Goldes verändern. Anstelle von Latex ist es auch möglich, andere Kunststoffe wie Polypropylen als Trägermaterial zu verwenden.

Polypropylen verflüssigt sich bei einer spezifischen Temperatur. Deshalb kann Plastikgold mit diesem Kunststoff das Schmelzen von Gold imitieren. Dies geschieht jedoch bereits bei viel tieferen Temperaturen.

Durch die Wahl der Gold-​Nanopartikel lässt sich ausserdem die Farbe ändern. Gold-​Nanoplättchen ergeben den typischen Goldschimmer. Kugelige Gold-​Nanopartikel verleihen dem Material einen violetten Farbton.

«Grundsätzlich können wir mit unserem Ansatz fast beliebige Arten von Plastikgold kreieren, je nachdem welche Eigenschaften gefragt sind», sagt Mezzenga. Anwendungsgebiete sind die Herstellung von Uhren und Schmuck, die chemische Katalyse, Elektronikanwendungen oder die Abschirmung von radioaktiver Strahlung. Die Erfindung ist zum Patent angemeldet.