Tobias Hertel erforscht Nanoröhren

Nanoröhren: Diese winzigen Gebilde aus reinem Kohlenstoff sind tausendmal dünner als menschliche Haare. Ihre elektrische Leitfähigkeit ist hervorragend, manche sind extrem reißfest und stärker als Stahl. Sie kommen für viele Anwendungen in Frage. Für die Computertechnik, für stoßdämpfende Materialien, für flexible und selbstleuchtende Displays, für Rastertunnel-Elektronenmikroskope und mehr.

Produziert werden Nanoröhren mit verschiedenen Methoden. Dabei lässt sich bislang aber nur sehr schwer steuern, wie dick und wie lang die Röhrchen ausfallen oder wie ihr Kohlenstoffgerüst aussieht. Das Ergebnis der Herstellung ist ein flockiger Ruß, der zwischen zehn und fünfzig Röhrentypen enthalten kann.

„Wir kaufen den Ruß und bereiten ihn so auf, dass wir am Ende eine Suspension haben, in der nur noch ein einziger Röhrentyp drin ist“, sagt Hertel. Dieses Verfahren ist aufwändig. Unter anderem muss der Ruß mit geeigneten Flüssigkeiten emulgiert und auf spezielle Weise zentrifugiert werden, damit sich die Röhrentypen trennen lassen. In Deutschland gebe es zum Beispiel am Forschungszentrum Karlsruhe eine weitere Gruppe, die über das Knowhow verfügt.

Das erforscht Tobias Hertels Team

Wenn die Nanoröhren voneinander getrennt sind, fängt die eigentliche Forschungsarbeit an. Tobias Hertels Team interessiert sich vor allem für die optischen Eigenschaften der Nanoröhren. Für die Art, wie sie Lichtenergie aufnehmen, weiterleiten und wieder abgeben. „Das Wissen über diese Vorgänge ist grundlegend für spätere Anwendungen, etwa in der Photovoltaik“, sagt der neue Lehrstuhlinhaber. „Eines unserer Ziele ist es auch, aus Nanoröhren fluoreszierende Farbstoffe für die biomedizinische Forschung zu entwickeln.“

Tobias Hertel befasst sich vor allem mit so genannten (6,5)-Nanoröhren: „Die können wir am reinsten herstellen.“ Suspensionen mit diesem Röhrentyp sehen blau bis violett aus. Mit ihnen ist dem Würzburger Professor erst im November ein Forschungserfolg gelungen. Gemeinsam mit Kollegen aus Mailand konnte er weltweit erstmals die Größe von Exzitonen in Nanoröhren messen. Publiziert wurde das Ergebnis im renommierten Fachblatt Nature Physics.

Der Lebenslauf von Tobias Hertel

1966 wurde Tobias Hertel in Freiburg geboren. Er studierte Physik an der Freien sowie an der Technischen Universität Berlin. Sein Diplom und die Doktorarbeit machte er am Fritz-Haber-Institut (Berlin) der Max-Planck-Gesellschaft – bei einem Mann, der später berühmt werden sollte: bei Professor Gerhard Ertl, dem Nobelpreisträger für Chemie des Jahres 2007.

Als Postdoc ging Hertel mit einem Stipendium der Humboldt-Stiftung in die USA. Dort begann er am IBM T.J. Watson-Forschungszentrum, sich mit Nanoröhren zu beschäftigen. Eine spannende Zeit: „Ich habe dort einen der ersten Feldeffekt-Transistoren auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren mitentwickelt und auch selber einige davon hergestellt.“ Die Publikation darüber erregte großes Aufsehen: Bislang wurde sie rund 1200 Mal zitiert, und eine so hohe Zahl wird bei wissenschaftlichen Arbeiten nur sehr selten erreicht.

1998 kehrte Hertel nach Berlin ans Fritz-Haber-Institut zurück – und brachte die Nanoröhren als Forschungsobjekte mit. Er habilitierte sich und ging 2004 wieder in die USA. Dort wurde er Associate Professor an der Vanderbilt University in Nashville (Tennessee).

Zum August 2008 folgte Tobias Hertel dem Ruf an die Uni Würzburg, wo er die Nachfolge von Professor Wolfgang Kiefer angetreten hat. Warum Würzburg? „Die Arbeitsbedingungen, die Ressourcen und die Infrastruktur sind für unsere Forschung hier weitaus besser als in den USA.“

Prof. Dr. Tobias Hertel, T (0931) 888-6300, tobias.hertel@uni-wuerzburg.de