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Materialwissenschaft und experimentelle Vulkanologie

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ein interdisziplinäres Nanolite-Forschungsprojekt der beiden Kooperationspartner TU Clausthal und Bayerisches Geoinstitut.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat Professor Joachim Deubener aus dem Institut für Nichtmetallische Werkstoffe (INW, Glas und Glastechnologie) das Projekt „Rheologie nanopartikelhaltiger technischer und natürlicher Silicatschmelzen“ bewilligt. Durchgeführt wird es in Kooperation mit dem Bayerischen Geoinstitut der Universität Bayreuth. Damit kommt es an der Schnittstelle von Materialwissenschaft und experimenteller Vulkanologie zur Erforschung spannender und zunehmend bedeutsamer Aspekte beider Disziplinen: die Bildung nanoskaliger Heterogenitäten in Silicatschmelzen und deren Einfluss auf die Schmelzviskosität mit entscheidenden Auswirkungen auf Glasbildung und Magmafragmentierung. Dieses Forschungsprojekt dient dem Verständnis des Verhaltens von Glasschmelzen im Frühstadium der Kristallisation sowie der Dynamik von Lava bei Vulkanausbrüchen.

Die Viskosität von Schmelzen, seien es nun technische Glasschmelzen oder natürlich vorkommende Magmen, spielt eine Schlüsselrolle sowohl bei den Herstellungsprozessen von Gläsern und Glaskeramiken als auch bei plötzlich und unerwartet auftretenden, möglicherweise katastrophalen Eruptionen von Vulkanen mit der Förderung von flüssiger Gesteinslava oder pyroklastischen Strömen.

Wie die Projektpartner Professor Deubener von der TU Clausthal und Dr. Danilo Di Genova ausführen, soll durch die gemeinsame Forschung von Material- und Geowissenschaftlern ein Einblick auf den Zustand und das bisher ungeklärte Verhalten von viskosen Schmelzen während der Bildung nanoskaliger Kristallite gewährt werden. Auffällig ist nämlich eine abrupte Eigenschaftsänderung im Fließverhalten sobald eine gewisse Menge an Nanopartikeln in der Schmelze vorhanden ist.

In dem Projekt wird sich ein Team aus zwei Doktoranden/innen mit natürlichen und technischen Silicatschmelzen und deren Anwendung in der Vulkanologie bzw. Glastechnologie befassen. Dabei sollen sie die Strategien und Methoden beider Disziplinen erlernen und anwenden. Eine Bewerbung von interessierten Kandidaten oder Kandidatinnen mit Masterabschluss für die offene Position wird per E-Mail (Adresse siehe unten bei Kontakt) angenommen, die Ausschreibung ist auf den Seiten der TU Clausthal zu finden.

Weitere Informationen liefert die Pressemitteilung (vom 5. Oktober 2020) „Nanokristalle lassen Vulkane explodieren“.

 

Wissenschaftlicher Kontakt:
Professor Joachim Deubener
Institut für Nichtmetallische Werkstoffe
Technische Universität Clausthal
E-Mail: joachim.deubener@tu-clausthal.de

Der Stromboli ist ein aktiver Vulkan der Liparischen Inseln (bei Sizilien) und wegen seiner ständigen Ausbrüche potenziell gefährlich. Das integrierte Bild symbolisiert den Zusammenhang zwischen den kleinsten (Nano-) Kristallen – in diesem Fall ein Eiskristall – und dem Vulkan mit seinen Eruptionen. Fotos: H. Bornhöft, INW.