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Hürdenlauf im Reich der Röhrchen

Hoffnungsträger Nanotubes

Sie sind winzig und hohl, bestehen aus reinem Kohlenstoff und können fast alles – die Nanokarbonröhrchen. Sie gelten als die „Wundermoleküle“ der Nanotechnologie, als wichtigster Baustein für zukünftige Anwendungen und Errungenschaften.

Gittermodell eines Nanotube © NASA/NAS

Und in der Tat sind die Fähigkeiten der 1991 entdeckten Miniröhrchen erstaunlich: Obwohl sie im Prinzip nur aus einem einschichtigen, zusammengerollten Kohlenstoffnetz bestehen, sind Nanotubes zehnmal zugfester als Stahl und fast doppelt so stabil wie Diamant, das bislang härteste Material der Welt. Die nur einen bis wenige Nanometer dünnen und mehrere Mikrometer langen Kohlenstoffröhren können sich zudem sowohl wie ein Metall als auch wie ein Halbleiter verhalten – und sind damit geradezu prädestiniert für einen Einsatz in zukünftigen Nanotransistoren und anderen elektronischen Bauteilen.

Die Art der Rollung macht den Unterschied…Die Sache hat zur Zeit allerdings noch einen Haken: Welches elektrische Verhalten ein Nanoröhrchen an den Tag legt, hängt entscheidend von seinem Durchmesser und der Anordnung der Kohlenstoffatome in der Röhrchenwand ab. Genau diese Eigenschaften aber lassen sich bisher bei der noch sehr aufwendigen Produktion der Winzlinge noch kaum beeinflussen.

„Alle Proben, die wir bisher produzieren können, sind ein Mix aus metallischen und halbleitenden Tubes“, räumt Jie Liu, Chemiker am Nanotechnologiezentrum der Duke Universität ein. IBM-Forscher haben zwar inzwischen ein Verfahren zur nachträglichen Trennung beider Röhrchenarten entwickelt, doch ein echter Durchbruch steht noch aus.

Dies ist auch der Tenor eines im Oktober 2002 erschienenen Nature-Artikels: „Die Schwierigkeiten sind wahrscheinlich nicht unüberwindlich“, heißt es dort als Fazit, „aber sie haben bereits einige Wissenschaftler dazu gebracht, ihre Aufmerksamkeit anderen Dingen zuzuwenden.“

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Doch der Großteil der Nanoforscher denkt beileibe nicht daran aufzugeben. Im Gegenteil. Die amerikanische Firma Carbon Nanotechnologies beispielsweise stellt unverdrossen rund ein halbes Kilogramm Nanotubes täglich her – und kommt der Nachfrage aus der Forschung kaum hinterher. Sie plant nun, die Produktion auf mindestens 500 Kilogramm pro Tag aufzustocken. Auch der japanische Großkonzern Mitsubishi kündigte noch im Herbst 2002 an, zukünftig in großem Maßstab in die industrielle Nanotubeproduktion einsteigen zu wollen…

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Stand: 21.05.2003

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Nanotechnologie
Baukastenspiele im Reich des Allerkleinsten

"Dort unten ist noch viel Raum"
Auf dem Weg ins Nano-Zeitalter

Zoom aufs Atom
Wie klein ist Nano?

Lego ohne Boxhandschuhe
Was ist Nanotechnologie?

Sonnencremes und Lotusfarben
Welche Nanoanwendungen gibt es bereits?

Hürdenlauf im Reich der Röhrchen
Hoffnungsträger Nanotubes

Baukastenspiele im Nanoformat
Von Nanogetrieben, Taschenlampen und Transistoren

Nano goes Nature
Biomoleküle in der Nanotechnologie

Schöne neue Nanowelt?
Die Zukunftsvisionen der Nanotechnologen

Zwischen Euphorie und Panikmache
Nanotechnologie in der öffentlichen Diskussion

Eine Rede machte den Anfang...
Ausgewählte Meilensteine der Nanotechnologie

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