Das Atomium in Brüssel wurde anlässlich der Weltausstellung 1958 gebaut. Es repräsentiert die Kristallstruktur von Eisen (tatsächlich nur eines der Allotrope von Eisen, siehe Kasten) und besteht aus einer Stahlkonstruktion mit einer Außenhaut aus Aluminium. Wie der Eiffelturm war auch das Atomium nicht als ständige Konstruktion geplant, hat aber aufgrund seiner Popularität überlebt.
Das Atomium besteht aus 9 Sphären, die die Eisenatome darstellen. Diese sind durch 20 Röhren miteinander verbunden, die die Bindung zwischen den Eisenatomen repräsentieren. Zusammen bilden sie einen Würfel mit Eisenatomen an den Eckpunkten und einem einzelnen Eisenatom in der Mitte. Die Würfelstruktur sitzt aus ästhetischen Gründen auf einem Eckpunkt und wird durch zusätzliche Pfeiler gestützt, die mit den erdnahen Sphären verbunden sind. Das gesamte Gebilde ist über 100 Meter hoch.
Zwischen 2004 und 2006 wurde das Atomium umfassend renoviert. Das korrodierte Aluminium wurde entfernt und durch rostfreien Stahl (der nicht aus dem Allotrop besteht, das durch das Atomium selbst repräsentiert wird) ersetzt.
Innerhalb des Atomiums geschieht so einiges. In der Sphäre am Boden gibt es eine Ausstellung zu den 1950ern und zur Weltausstellung 1958. Eine der anderen Sphären beherbergt temporäre Ausstellungen. In der obersten Sphäre befindet sich ein Restaurant mit Panoramablick über Brüssel. Es gibt sogar eine Sphäre, die ausschließlich für Schulausflüge genutzt wird – die Kinder können darin übernachten.
Eisen-Allotrope
Das Eisenkristall, dass durch das Atomium dargestellt wird, ist tatsächlich nur eine von drei möglichen Strukturen (oder Allotropen) des Eisens: Alpha, Beta und Delta. Allotropie (das Bilden verschiedener Strukturen aus einem einzelnen Element) ist nicht auf Eisen beschränkt. Andere Elemente (wie Kohlenstoff und Sauerstoff) besitzen ebenfalls Allotrope.
Wenn geschmolzenes Eisen abzukühlen beginnt, formt es zuerst das Delta-Allotrop, das ein Eisenatom an jeder Ecke sowie ein einzelnes Eisenatom in der Mitte des Würfels besitzt. Jedes Atom ist mit vier anderen Atomen verbunden (den direkten Nachbarn an den Seiten des Würfels sowie dem zentralen Atom). Diese Struktur wird »kubisch-raumzentriert« genannt und ist die Struktur, die das Atomium darstellt (siehe Abbildung 3.1).
Das Eisen-Delta-Allotrop
Wenn sich Eisen weiter abkühlt (unter 1394°C), wird das Gamma-Allotrop, das eine andere Struktur besitzt, gebildet. Gamma-Eisen ist kubisch-flächenzentriert (siehe Abbildung 3.2). Es besitzt eine Würfelstruktur mit Atomen an den Ecken, und zusätzlich ein einzelnes Atom in der Mitte jeder Fläche des Würfels. Gamma-Eisen wird zur Herstellung rostfreien Stahls verwendet und dazu mit Chrom vermischt. (Das Chrom bildet eine unsichtbare Oxidschicht auf der Außenseite des rostfreien Stahls, die es vor Korrosion schützt.)
Bei weniger als 912°C bildet Eisen das letzte Allotrop, die Alpha-Form. Sie hat die gleiche Struktur wie das Delta-Allotrop, weist aber die wichtige Eigenschaft auf, ferromagnetisch zu werden, sobald die Temperatur unter 770°C fällt. (770°C ist die sogenannte Curie-Temperatur. Wird diese Temperatur überschritten, dann verliert ein ferromagnetisches Material seinen Magnetismus). Das Alpha-Allotrop wird bei Gusseisen und der Stahlherstellung verwendet.
Kohlenstoff-Allotrope
Die wohl interessantesten Allotrope sind die aus Kohlenstoff. Kohlenstoff besitzt viele verschiedene Allotrope wie Diamant, Graphit und Kohlenstoff-Nanoröhrchen.
Diamanten bilden eine komplexe Struktur mit Tetraedern aus vier Kohlenstoffatomen, die so miteinander verbunden sind, dass sie in einen Würfel passen. Diese Struktur wird als Diamantwürfel bezeichnet (siehe Abbildung 3.3).
Falls Sie keine Diamanten Ihr Eigen nennen, besitzen Sie wahrscheinlich ein anderes Kohlenstoff-Allotrop: Graphit, das man in Bleistift-Spitzen findet. Graphit ist vom ersten Eindruck her das völlige Gegenteil vom Diamant – weich, schwarz und undurchsichtig. Der Kohlenstoff im Graphit besteht aus hexagonalen Einheiten, die sich zu flachen Lagen miteinander verbinden (Abbildung 3.4). Diese Lagen liegen übereinander. Wenn Luft vorhanden ist, können sie »herumrutschen«, was Graphit zu einem nützlichen Gleitmittel macht.
Wieder andere Allotrope des Kohlenstoffs formen Röhrchen (sog. Nanoröhrchen). Ein Nanoröhrchen besteht aus einer Lage von Kohlenstoff-Atomen in einer hexagonalen Struktur wie bei Graphit, die zu einem Röhrchen gedreht wurde (Abbildung 3.5).
Nanoröhrchen sind extrem fest und starr, sehr gute Hitzeleiter, und können sowohl Halbleiter als auch gute Leiter bilden. Sie sind aber eine noch relativ junge Entdeckung und werden nur langsam kommerziell eingesetzt. Wahrscheinlich werden sie für das 21. Jahrhundert so bedeutend werden wie Stahl für das 19. Jahrhundert.
Wenn Sie sich fragen, warum sie hier kein Foto sehen, dass Ihnen zeigt, wie cool das Atomium ist, dann liegt das daran, dass man diese nicht einfach veröffentlichen darf. Aufgrund des belgischen Urheberrechts besteht das Atomium darauf, dass es das Copyright an den betreffenden Fotografien erhält, auch wenn diese von anderen aufgenommen wurden. Für jede Reproduktion müssen hohe Summen gezahlt werden. Glücklicherweise gibt es das Web. Um sich das unglaubliche Gebilde anzusehen, suchen Sie auf Google-Bilder einfach nach »Atomium«.
Das Innere des Atomiums ist zwar recht interessant, beherbergt jedoch nichts von wirklich wissenschaftlichem Interesse. Sie können sich also den Eintritt sparen und die Struktur von außen betrachten. Schließlich gilt das Urheberrecht nicht für Bilder auf der Retina.
Informationen zum Atomium und Details zu einem Besuch finden Sie auf http://www.atomium.be/.