Nanotubes: Doppelt hält besser

Doppelwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen könnten sich als Nano-Koaxialkabel nutzen lassen

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Dank eines verbesserten Herstellungsverfahrens, der katalytischen chemischen Gasphasenabscheidung, lassen sich doppelwandige Nanoröhrchen in für Experimente ausreichenden Mengen herstellen; das Verfahren liefert sogar mehr doppelwandige als einwandige Nanoröhrchen. Die doppelwandigen Nanoröhrchen sollen besonders zugfest sein und könnten sich als Nano-Koaxialkabel nutzen lassen, möglicherweise auch als Feldemitter für Bildschirme.

Während der Rummel um die Buckyballs nach der Nobelpreisverleihung seinen Höhepunkt überschritten haben dürfte, machen die Kohlenstoff-Nanoröhrchen immer wieder von sich reden. Herausragende Eigenschaften der Nanoröhrchen sind beispielsweise ihre hohe Zugfestigkeit, die, bezogen auf die Dichte, den Stahl um zwei Größenordnungen übertrifft, zudem eine Wärmeleitfähigkeit höher als die des Diamant und eine Strombelastbarkeit drei Größenordnungen über der des Kupfers, letzteres ist für die Leistungselektronik interessant.

Eine hoch auflösende Transmissionselektronenmikroskopaufnahme zeigt die Bienenwabenstruktur der aufgerollten Graphitebenen, aus denen man sich die doppelwandigen Nanoröhrchen zusammengesetzt vorstellen kann. Der schwarze Balken markiert eine Längenskala von 5 nm. (Bild: M. Endo, Shinshu Univ., Japan)

Je nach Radius und Verdrillung sind die Nanoröhrchen metallisch, halbleitend oder leitend. Noch spektakulärere Werte versprechen doppelwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen.

Japanische und amerikanische Wissenschaftler haben doppelwandige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff hergestellt und zwar in Mengen, welche für Experimente ausreichen. Ihr kurzer Bericht ist am 3. Februar 2005 in der Zeitschrift Nature in Band 433 auf Seite 476 erschienen.

Die katalytische chemische Gasphasenabscheidung liefert mehr doppelwandige als einwandige Nanoröhrchen, als Katalysatoren verwenden die Forscher Molybdän und Eisen. Sowohl die ursprüngliche Methode, die Bogenentladung, als auch die die Weiterverarbeitung von Buckyballs, auch C60 genannt, liefern einerseits lausige Ausbeuten, andererseits recht verunreinigte Reaktionsprodukte.