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Nano-Tubes aus Kohlenstoff

09.08.2007 | 08:30 Uhr |

Die chemischen Elemente für schnelles Rechnen sind bekannt, auch kommen diese nicht nur im menschlichen Körper vor, die Natur macht es uns also vor. Enthält der menschliche Körper 20 Milligramm Silizium pro Kilogramm Körpergewicht, so überwiegt doch der Anteil an Kohlenstoff. Die Forschung konzentriert sich zurzeit auf Kohlenstoff in Form der sogenannten Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Nano-Tubes, CNT).

Im Jahr 1985 entdeckten Forscher eine neue Modifikation des Kohlenstoffs neben den beiden bisher bekannten Grafit und Diamant, die ,,Fullerene", benannt nach einem englischen Architekten. Diese Kohlenstoffmoleküle bestehen stets aus zwölf Fünfecken und einer unbestimmten Anzahl an Sechsecken.

Die Stabilsten von ihnen enthalten genau 60 Kohlenstoffatome man spricht von Kohlenstoff C60 und haben einen Durchmesser von rund einem Nanometer. Sechs Jahre später (1991) gelang es japanischen Forschern, Nanoröhrchen nachzu-
weisen, bei denen sich die Kohlenstoffatome als ein Gerüst von Sechsecken zu winzigen, lang gestreckten Hohlzylindern formieren.

Diese Nanoröhrchen können bis zu 100 Mikrometer lang werden. Ihre Durchmesser reichen von weniger als einem bis zu weit über 100 Nanometer, je nachdem, wie viele der Röhrchen ineinandergesteckt werden. Je nach interner Struktur können die Nanoröhrchen metallisch leitend oder halbleitend sein. Es sind auch Kohlen-
stoffröhrchen bekannt, die bei tiefen Temperaturen supraleitend sind.

Ein Drittel aller denkbaren Röhrchen zeigt metallisches Verhalten. Durch die Einführung von Gitterdefekten kann ein halbleitendes Röhrchen nahtlos mit einem metallischen Röhrchen verbunden sein. Diese Röhrchen hat man in der Natur bisher nicht entdeckt, man kann sie sich als eine aufgerollte Grafitebene vorstellen.

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