(Li (www.jakob.lindenmeyer.ch/) ) Die grundlegenden Prinzipien der Kristallstruktur von Materialien schienen weitgehend aufgeklärt. Doch unter den extremen Bedingungen des Erdinnern bei hohem Druck und hohen Temperaturen versagen die bisherigen Prinzipien und es zeigen sich neue, völlig unerwartete Kristallstrukturen. In der neusten Ausgabe der Fachzeitschrift PNAS (1) zeigen Forscher des ETH-Labors für Kristallographie (2) zusammen mit dem Institute for Frontier Research on Earth's Evolution im japanischen Kanagawa, wie Materialien unter hohem Druck neue Kristallstrukturen bilden.

Es sei allerdings noch nicht im Detail geklärt, warum gewisse Kristallstrukturen für bestimmte chemische Verbindungen stabil sind, für andere aber nicht, ergänzt ETH-Forscher Artem Oganov, (3) Gruppenleiter der Mineralphysik am ETH-Labor für Kristallographie. So zeige beispielsweise das Verhalten von Aluminiumoxid unter hohem Druck, dass die bisherigen Prinzipien über Kristallstrukturen auch von chemisch relativ einfachen Verbindungen schwer voraussagbar seien. Die neuen Eigenschaften, die sich unter hohem Druck "herauskristallisierten", könnten auch Erklärungsgrundlagen für die elektrische Leitfähigkeit im Erdinnern liefern, postuliert Oganov. Die Grenzfläche zwischen Mantel und Erdkern könnte als gigantische Ionenbatterie zwischen dem metallischen Erdkern selbst und dem darüber liegenden Mantel funktionieren.

Die Computergrafik zeigt die durch Oganov und Ono neu entdeckte Kristallstruktur von Aluminium und Sauerstoff, welche unter einem Druck oberhalb 1.3 Mbar stabil ist. Die zwei verschiedenen Typen von Aluminium-Atomen sind blau und violett gefärbt. Die roten Sauerstoff-Atome bilden die Eckpunkte der blauen Aluminium-Oktaeder.