Nanofabrikaten nach Maß ein Stück näher

Auf Kohlenstoff-Nanomaterialien liegt große Hoffnung: Schaltkreise, Touchscreens, Composit-Kunststoffe oder auch die Kommunikation könnten durch Nanoröhrchen und Graphen revolutioniert werden.

Dafür nötig ist jedoch, dass die Größe, Form und chemische Funktionalität genau kontrolliert werden können. Gleich mehrere Fortschritte melden hier Forscher von der Zentralen Einrichtung Elektronenmikroskopie der Universität Ulm.

Der Gruppe um Ute Kaiser und Johannes Biskupek gelang die Herstellung von Graphen und Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit individuellen Eigenschaften. Streifen von Graphen wachsen im Inneren der Röhrchen, die als Reagenzglas fungieren, heran. Dabei übernehmen sie deren Größe und Dicke und sind zudem vor Schädigungen durch Elektronenstrahlen geschützt, berichten die Forscher in der Zeitschrift „Nature Materials“. Damit sich kein zweites Kohlenstoff-Nanoröhrchen bildet, muss sich Schwefel an die Graphen-Kanten binden.

Nano-Knospen blühen auf

Doch auch für das Innenleben dieser Kohlenstoff-Nanoröhrchen gibt es neue Erkenntnisse. Die Wabenstruktur der Röhre bricht auf, wenn sich ein Molekül eines Rhenium-Atoms an die Innenwand bindet, zeigten die Ulmer Forscher in der Zeitschrift „Nature Chemistry“. „Zuvor waren derartige chemische Reaktionen nicht bekannt“, erklärt der nun in Wien tätige Mitautor Jannik Meyer im pressetext-Interview.

Rund um den Bindeorts werden weitere Kohlenstoff-Atome gebunden und eine Knospe entsteht, berichten die Forscher. Für den praktischen Einsatz kann das vorteilhaft sein. „Die dauerhaft bleibenden Ausbuchtungen könnten den Röhrchen neue Eigenschaften verleihen wie etwa höhere chemische Reaktivität oder auch besseren Halt, was bei Composit-Materialien nützlich ist“, so Meyer.

Originalartikel unter http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3082.html sowie http://www.nature.com/nchem/journal/vaop/ncurrent/full/nchem.1115.html