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 Klimawandel: Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff
17.08.2017 | Universität Hamburg

nachricht Neue Grundlagen für die Verbesserung von Klima-und Vegetationsmodellen
08.08.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten