Widerstandsfähigere Materialien, bessere Kleber, kleinere Rechner – die Wissenschaft verspricht sich viel von Nanoröhrchen und ihren erstaunlichen Eigenschaften. Bisher machte aber ihre Herstellung in größeren Mengen noch Probleme. Doch Chemiker haben jetzt eine Methode entwickelt, mit der einige dieser Hindernisse überwunden werden können. Sie stellen ihre Ergebnisse in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ vor.
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Nanoröhrchen sind mehr als zehntausend Mal dünner als ein menschliches Haar, können aber tausendfach länger sein. Sie bestehen aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen, die in Sechseckstrukturen zu einem dünnen, langen Hohlzylinder aufgerollt sind. Die Kohlenstoffröhrchen sind extrem stabil und elektrisch leitfähig.
Wie Spaghetti auf einem Teller…
Doch werden die Röhrchen in größeren Mengen hergestellt, zeigen sie ganz unterschiedliche elektronische, thermische oder mechanische Eigenschaften – abhängig davon wie lang, dick oder verdreht sie sind. Wie Spaghetti auf einem Teller kleben sie dann aneinander und verwickeln sich.
Schlimmstenfalls können die Nanoröhrchen dadurch unbrauchbar werden, weil sie so ihre speziellen Eigenschaften untereinander beeinflussen. Halbleiter-Röhrchen wie sie in Transistoren eingesetzt werden können zum Beispiel ihre Wirkung verlieren, wenn sie an Gegenstücken mit metallischen Eigenschaften haften.
Molekularer Anker wirkt wie Seife
Die Wissenschaftler um Professor Dirk M. Guldi und Professor Andreas Hirsch von der Universität Erlangen-Nürnberg haben jetzt eine Art molekularen Anker entwickelt, der sich an der Außenwand der Kohlenstoffzylinder anlagert. Er wirkt dort wie Seife, verhindert, dass die Nanoröhrchen aneinander kleben und macht die Röhrchen wasserlöslich.
„Ein Meilenstein“, betont Guldi. „Diese Entwicklung erleichtert die Prozessierbarkeit von Kohlenstoff-Nanoröhrchen enorm und macht sie vor allem viel umweltfreundlicher.“ Der molekulare Anker ist darüber hinaus lichtempfindlich und kann elektrische Ladungen an das Nanoröhrchen abgeben. So lassen sich dessen Eigenschaften gezielt verändern. Dieser Ansatz der Erlanger Forscher verspricht völlig neue industrielle Anwendungen.
(idw – Universität Erlangen-Nürnberg, 19.05.2009 – DLO)
