Graphen ist zurzeit eines der unter Forschern am heißesten gehandelten Materialien. Denn die hauchdünnen, nur ein Atom dicken Schichten aus Graphit haben äußerst begehrenswerte Eigenschaften. Leider ist die Herstellung des Graphens bisher extrem schwierig. Jetzt jedoch beschreiben Wissenschaftler in der Zeitschrift „Nature“ einen Weg, wie sich aus normalem Graphit eine in Polymer-Matrix eingebettete Graphenschicht produzieren lässt – und entwickeln damit ein neues elektrisch leitendes Kompositmaterial.
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Graphit, das Ausgangsmaterial der Graphene, ist ein „Allerweltsmaterial“. Es wird in einer breiten Palette von Anwendungen genutzt, von der Bleistiftmine, über Bremsbeläge oder Schmiermittel bis hin zu Elektroden in der Stahlproduktion. Es besteht aus einzelnen Kohlenstoffschichten mit starken chemischen Bindungen innerhalb der einzelnen schichten, aber nur schwachen Bindungen zwischen ihnen. Gerade von den einzelnen Schichten erhoffen sich Materialforscher weltweit noch erheblich größeres Potenzial. Doch genau hier liegt das Problem: Denn bisher war es nicht möglich, einzelne Schichten des Graphits zu extrahieren und in ein Trägermaterial wie beispielsweise ein Polymer einzubetten – und schon gar nicht auf einem auch in großem Maßstab funktionierenden Weg.
Doch jetzt hat ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern an der amerikanischen Northwestern Universität um den Materialforscher und physikalischen Chemiker Rod Ruoff eine Methode entwickelt, die Graphit auf chemischem Wege in die einzelnen Schichten trennt und so den Weg zu einer neuen Klasse von Kompositmaterialien eröffnet, den „graphenbasierten Materialien“.
„Diese Forschung liefert die Basis für eine sich entwickelnde neue Klasse von Kompositmaterialien für viele Anwendungen, durch Regulation ihrer elektrischen und thermischen Leitfähigkeit, ihre mechanische Steifheit, Robustheit und Stärke und ihre Permeabilität für verschiedenen Gase“, erklärt Ruoff. „Wir glauben, dass die Manipulation der chemischen und physikalischen Eigenschaften der einzelnen Graphenbasierten Schichten und ihre Verbindung mit anderen Materialien zu Entdeckungen noch weiterer neuer Materialien in der Zukunft führen wird.“
(Northwestern University, 20.07.2006 – NPO)
