Die Besonderheiten eines Teppichs

 

Dans les champs de l'observation, le hazard ne favorise que les ésprits préparés.

[Louis Pasteur(1822-1895), Mikrobiologe]

 

die Fläche	eine Kante	eine Ecke

Abbildung 6: Eine Fläche: Ein Gebetsteppich aus der Türkei

 

Der Abschluss, die Grenze, eines Teppichs kann auf verschiedene Weise erfolgen, als Fransen, als Borde oder als Ecke.  Immer stellt er grosse Anforderungen an Design, Handwerk und Material. Die Struktur ist anders als das Gewebe der Fläche. Das Randmuster hebt sich offensichtlich auch strukturell vom Mittelbild ab – wie bei flachen Netzen oder Schichten.

 

Graphit, eine reine Kohlenstoffverbindung, hat wie ein Teppich in der Fläche ganz andere Eigenschaften, als am Rand.

 

Das „Gerippe“ eines Ausschnitts einer Graphitschicht mit Wasserstoffatomen am Rand		Die Elektronendichte­-Verteilung der Graphitschicht an der Oberfläche (Elektronendichte: rot: gross, blau: klein)
Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Graphitoberfläche	Graphitgitter (Blick auf die Graphitschichten)		Graphitgitter (3 Schichten von der Seite gesehen)

Abbildung 7: Ein kleiner Ausschnitt einer Graphitfläche.

 

Dieses Beispiel des Graphits mach deutlich, dass sich der Rand von Graphit chemisch anders verhalten muss, als die Fläche. Die Kohlenstoffatome am Rand können nicht alle Bindungen mit anderen Kohlenstoffen eingehen, die notwendig wären, um stabil zu sein. Graphit lagert sich in Schichten ab, die sich relativ wenig binden und so gegen­einander verschiebbar sind - Graphit ist deswegen ein Schmiermittel. Welche Eigenschaften haben die Kohlenstoffatome am Rand?

 

 

Ein Untier, das mit 2 Armen und 2 Füssen zupacken kann	Untiere im Verband, diejenigen am Rand sind noch gefährlich. Warum?	Ein Atom kleinste Einheit eines chemischen Elements. Es besteht aus Atomkern und Elektronen. Der Atomkern wiederum ist aus Protonen und Neutronen aufgebaut, das 4 Bindungen machen kann	Atome in Verband. Die Atome am Rand und in den Ecken können noch Bindungen machen - sie sind noch reaktiv.

Abbildung 8: Die Reaktivität an Ecken und Kanten in einem einfachen Modell

 

 

Vorteile von vielen Kanten[1]

 

Wenn sich Gegensätze ergänzen ist alles harmonisch.

[Lao-tse, um 570 bis ca. 490 v. Chr. oder 4. Jahrhundert v. Chr., chinesischer Philosoph]

 

Molybdändisulfid (MoS₂) besteht nor­maler­weise aus grossen, flachen Schichten aus Molybdänatomen, die unten und oben von einatomigen Schwefellagen einge­schlossen sind. Da die Wechselwirkungen zwischen benachbarten Schwefelschichten nur schwach sind, können diese leicht aufeinander gleiten, was sie zu einem her­vor­ragenden Hochtemperatur-Schmier­stoffen macht. Eine zweite, wichtige kommerzielle Anwendung der Verbindung Reiner Stoff, der aus mehreren Elementen in festgelegtem Mengenverhältnis aufgebaut ist (chemisch) ist die Nutzung als Katalysator im Dienste der Kraft­­stoffindustrie. Mit Hilfe des Molybdän­disulfids werden die schwefel­haltigen Verbindungen des Benzins entfernt. Bei der Verbrennung würden diese ungeliebten Bestandteile sonst zur Bildung des ökologisch schädlichen sauren Regens beitragen (S + O₂ è SO₂; SO₂ + H₂O è H₂SO₃).

 

Die flachen Ebenen, die Molybdändisulfid zu einem so guten Schmierstoff machen, beeinträchtigen leider auch seine Fähigkeit, mit den Brennstoffen zu reagieren, um den Schwefel zu entfernen. Der Grund ist der folgende: Alle Reaktionen, die zur Entfernung des Schwefels nötig sind, verlaufen entlang der Ränder der ebenen Schichten – nur dort ist das Molybdän reaktiv. Je grösser die Flächen von MoS₂ sind, desto geringer ist der Anteil der Ränder. Mit Hilfe von Ultraschall lassen sich die grossen Schichten in Cluster von einigen tausend Atomen „zerbrechen“. Die Aktivität des Katalysators wird damit um etwa das Zehnfache gesteigert.