Schneeflocken und Eiskristalle zählen zu den schönsten Erscheinungen der Natur und zeigen eine schier unerschöpfliche Formenvielfalt. Sie entstehen bei Minusgraden aus dem Wasserdampf in den Wolken, lassen sich aber auch mit einigem Aufwand im Labor erzeugen. Einen ähnlichen Formenreichtum kann man bei Zinkkristallen beobachten, wenn sie unter besonderen Bedingungen im Labor gezüchtet werden.
Ihre Rezeptur beschreiben australische Materialforscher in der Zeitschrift „Science“. Jianbo Tang von der University of New South Wales in Sydney und seine Kollegen haben zunächst millimetergroße Zinkkügelchen in ein Bad aus flüssigem Gallium gegeben. Die Mischung wurde dann rund drei Stunden lang auf mehrere Hundert Grad erhitzt, bis das Zink schmolz. Danach wurde die Flüssigkeit langsam abgekühlt. In einem Zeitraum von einem bis zehn Tagen und Drücken zwischen einem und für Bar wuchsen im flüssigen Gallium allmählich mikrometergroße Zinkkristalle heran.
Allerdings waren die Zinksterne als solche zunächst nicht zu erkennen. Sie mussten erst aus dem flüssigen Metalllösung extrahiert werden. Um die Zinkkristalle zu isolieren, legten die Forscher eine Spannung an. Das elektrische Feld reduzierte die Oberflächenspannung des Galliums, dass sich von den festen Zinkkristallen löste. Die Wissenschaftler ließen dann das flüssige Gallium durch eine Nylonmembran abtropfen – die Kristalle blieben auf der Membran liegen.
Die Forscher sahen hatten Ergebnis flache hexagonale Plättchen hergestellt, unterschiedlich große Sterne mit fein verästelten Strukturen und filigrane Kristallblumen. Aus dem Galliumbad konnten zudem auch dünne Stäbe, Säulen, Würfel oder Sechsecke und Oktaeder gefischt werden. .
Ähnliche Ergebnisse erzielten die Forscher, als sie Zinn, Wismut, Silber, Nickel, Mangan, Kupfer und Platin in flüssigem Gallium lösten. Die erhaltenen Metallkristalle sind allerdings so winzig, dass man sie nur mit einem Elektronenmikroskop sichtbar machen kann. Als Weihnachtsdekoration lassen sie sich deshalb nicht verwenden. Die Arbeit der Forscher eröffnet vielmehr neue Möglichkeiten, gezielt metallischen Nanopartikeln mit unterschiedlichen Formen zu züchten. Diese ließen sich als Katalysatoren oder Elektrodenmaterial in Batterien nutzen.
