Lamellenschichten

Lamellenschichten bezeichnet man dünne, planare Schichten, die sich zu einer mehrlagigen Struktur anordnen. Die einzelnen Lamellen sind oft durch schwache Bindungen voneinander getrennt, wodurch sich die Schichten gegeneinander verschieben oder leicht exfolieren lassen. Lamellenschichten treten sowohl in natürlichen Mineralsystemen als auch in synthetischen Materialien auf und gehen mit einer ausgeprägten Anisotropie der physikalischen Eigenschaften einher.

Struktur und Beispiele: In phyllosilikaten wie Muskovit, Biotit oder Montmorillonit bestehen die Lamellen aus wiederholten Schichten aus Silicium- und Aluminium-/Magnesiumverbindungen, deren Oberflächen Ladungen tragen. Zwischen den Lamellen befinden sich Zwischenschichten mit Kationen, Wasser oder organischen Anionen. Synthetische lamellare Materialien umfassen Layered Double Hydroxides (LDHs), Graphenoxide und Titanate, die sich gezielt durch Interkalation oder Modifikation der Zwischenschichten anpassen lassen.

Eigenschaften: Die ausgeprägte Schichtstruktur führt zu hoher mechanischer Anisotropie, leichter Spaltbarkeit entlang der Basisschicht und einem großen Oberflächenbereich. Die Interlayer-Abstände lassen sich durch Interkalation von Ionen oder Molekülen verändern, was die Funktion als Sorbentien, Katalysatoren, Membranen oder Energiespeicherbausteine unterstützt.

Entstehung und Anwendungen: Lamellenschichten ergeben sich in Gesteinen durch diagenetische oder metamorphe Prozesse oder werden in der Technik durch schichtaufbauende oder exfolierende Verfahren erzeugt. Typische Anwendungen umfassen Schmierstoffe, Dichtstoffe, Katalysatoren, Batteriematerialien und Membranen.