AM-III – diesen sperrigen Namen hat ein chinesisches Forscherteam einem leicht gelblichen Material gegeben, das wir verkürzt als das bislang „stärkste Glas der Welt“ bezeichnen können. Der primäre Anwendungszweck ist bereits klar: Aufgrund seiner hervorragenden mechanischen und elektronischen Eigenschaften, vor allem seiner „ultrahohen“ Festigkeit, sei AM-III prädestiniert für den Einsatz in modernen Solarzellen, so die Wissenschaftler. Es ließen sich indes auch kugelsichere Fenster damit herstellen, die zwischen 20- und 100-mal widerstandsfähiger wären als aktuelle Produkte in diesem Segment. Härte, Temperaturresistenz und Leitfähigkeit könnten das Material auch für die Waffenindustrie interessant machen.

In der Zeitschrift National Science Review veröffentlichten die Forschenden um Professor Tian Yongjun vom „Centre for High Pressure Science“ an der nord-chinesischen Yanshan-Universität nun eine Analyse des neuen Materials. Dabei zeigen sie in einem Test, dass das glasartige AM-III eine Härte von 113 Gigapascal (GPa) erreicht. Wendet man diesen sogenannten Vickers-Test auf Diamanten an, so erreichen diese typischerweise zwischen 50 und 70 Gigapascal.

Indes ist die Festigkeit, die jene von Diamanten übertrifft, nicht das einzige wesentliche Argument für die Fortführung der Forschung an AM-III. Vielmehr habe das Material beeinflussbare Energieabsorptionseigenschaften, die mit denen von Halbleitern, etwa amorphem Silizium, vergleichbar seien.

Während bei Diamantkristallen die geordnete innere Struktur der Atome und Moleküle zu ihrer immensen Festigkeit und Härte beiträgt, experimentierten die Forschenden bei der Entwicklung von AM-III in eine andere Richtung. So fanden sie heraus, dass eine Kombination aus Ordnung und Unordnung der Moleküle zu den erstaunlichen Eigenschaften des Materials führt.

Sie experimentierten mit Fullerenen und stellten daraus verschiedene Arten von glasartigen Materialien mit unterschiedlicher molekularer Organisation her, von denen sich das spätere AM-III als härtestes Element herausstellte. Fullerene, auch „Bucky Balls“ (zu deutsch etwa „Raster-Bälle“) genannt, stellen neben Diamant und Grafit die dritte Modifikation von Kohlenstoff dar.

Betrachtet man ihre Struktur, so wird man sie am ehesten optisch mit einem Fußball vergleichen wollen. Chemisch korrekt bezeichnet sind Fullerene sphärische Moleküle aus Kohlenstoffatomen mit hoher Symmetrie. Im täglichen Gebrauch werden Fullerene als braun-schwarzes Pulver mit leicht metallischem Glanz handhabbar. Ebensolche Pulver verschiedener Ordnung verwendeten die Forschenden für ihre Experimente. Sie vermischten und zerkleinerten die Moleküle und erhitzten sie dann in einer Versuchskammer zwölf Stunden lang auf 1.200 Grad Celsius bei einer gleichzeitigen Druckeinwirkung von 25 Gigapascal. Danach ließen sie das Material genauso lange, wie es erhitzt wurde, wieder abkühlen. Dadurch erreichten sie letztlich die einzigartige Kombination aus Festigkeit und Leitfähigkeit. AM-III erweis sich als dermaßen hart, dass es in der Lage war, Diamant-Oberflächen mit Leichtigkeit zu zerkratzen.