Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vulkane und Nanotechnologie

07.02.2007
Der Ätna als Katalysator-Produzent: Direkte Synthese von Kohlenstoffnanoröhrchen an Lavagestein

Seit ihrer Entdeckung Anfang der 1990er Jahre sind Kohlenstoffnanoröhrchen und Kohlenstoffnanofasern - winzigste Gebilde aus reinem Kohlenstoff - dabei, eine ganze Reihe von Anwendungsgebieten zu erobern. Aus Nanowissenschaften und Nanotechnologie sind sie schon nicht mehr wegzudenken.

Da es aber noch an einer kostengünstigen Herstellmethode im Produktionsmaßstab fehlt, war ihr großtechnischer Einsatz, beispielsweise als Katalysatoren, bisher undenkbar. Das könnte sich dank Forschern des Fritz-Haber-Instituts in Berlin nun ändern: Dang Sheng Su und seine Mitarbeiter setzen Lavagestein aus dem Ätna ein, um Kohlenstoffnanoröhrchen und -fasern direkt über eine Abscheidung aus der Gasphase zu synthetisieren. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie erklären, sind es die in der Lava enthaltenen Eisenoxid-Partikel, die dieses Gestein zu einem effektiven natürlichen Katalysator machen und so den Weg zu einer effizienten Produktion ebnen könnten.

Der Ätna ist der aktivste europäische Vulkan. Während seiner besonders heftigen Eruptionen 2002 und 2003 wurden mehrere Millionen Kubikmeter Lava ausgestoßen. Die Fruchtbarkeit der mineralstoffreichen vulkanischen Böden ist lange bekannt, für die Wissenschaft wollen Su und seine Kollegen dem Lavagestein nun eine weitere, ganz andere Art "Fruchtbarkeit" entlocken: Es könnte bei der Synthese von Kohlenstoffnanoröhrchen und -fasern erstaunlich hilfreich sein.

Lavagestein ist extrem porös und enthält eine recht große Mengen fein verteilter Eisenoxide. Das ist genau das Richtige für die Synthese der winzigen Gebilde aus Kohlenstoff. Die Forscher pulverisierten das Gestein und erhitzen es bei 700 °C unter Wasserstoffatmosphäre. Die Eisenoxidpartikel werden dadurch zu elementarem Eisen reduziert. Wird nun eine Mischung aus den Gasen Wasserstoff und Ethylen über das Pulver geleitet, katalysieren die Eisenpartikel die Zersetzung von Ethylen zu elementarem Kohlenstoff.

In Form von winzigen Röhrchen und Fasern scheidet er sich an dem Lavagestein ab. Vorteile der neuen Methode: Der Katalysator kommt in großen Mengen in der Natur vor und ist daher erschwinglich. Das katalytisch wirkende Eisen muss auf keinen Träger aufgebracht werden, das Lavagestein ist bereits Katalysator und Träger in einem. Das Verfahren kommt zudem ohne "nasschemische" Schritte aus.

Interessant ist aber noch ein ganz anderer, erdgeschichtlicher Aspekt: Wenn eine Kohlenstoffquelle vorhanden ist, können Kohlenstoffnanoröhrchen und -fasern bei relativ moderaten Temperaturen an Mineralien gebildet werden. Vulkane stoßen Gase wie Methan und Wasserstoff aus. Konnten sich auf der Erde also bereits vor Millionen von Jahren diese Kohlenstoffmodifikationen bilden? Auch im interstellaren Raum sind Wasserstoff, Kohlenoxide und metallisches Eisen vorhanden - Voraussetzungen für die Entstehung der kleinen Röhrchen und Fasern. Kommen sie vielleicht auch im Weltraum vor?

Angewandte Chemie: Presseinfo 06/2007

Autor: Dang Sheng Su, Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin (Germany), http://w3.rz-berlin.mpg.de/ac/em/index.html

Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.200604207

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Unterschiedliche Erwärmung von Arktis und Antarktis: Forscher sieht Höhenunterschied als Ursache
18.05.2017 | Universität Leipzig

nachricht Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Bewohner der Arktis aus?
18.05.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie