Im Hamburger Rathaus erhält Andre Geim am 17. April die mit 750 000 Euro dotierte Auszeichnung für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Kohlenstoffkristalle. Lesen Sie seinen Spektrum-Beitrag über den "Wunderstoff" Graphen.
Kohlenstoffverbindungen bilden die molekulare Grundlage alles irdischen Lebens – und gewinnen laufend an Bedeutung für Ingenieurwissenschaftler, Elektrotechniker und seit neuestem auch für Quantenphysiker. Bislang war der Diamant die wohl beliebteste Verbindung dieser Art. Bestehend aus kubisch kristallisierten Kohlenstoffatomen, die untereinander fest verbunden sind, ist er das härteste natürlich vorkommende Mineral der Welt. Anders der Graphit. Zwar besteht auch er lediglich aus Kohlenstoffatomen. Doch diese spezielle Modifikation ist aus übereinandergestapelten ebenen Schichten aufgebaut und extrem brüchig – dafür aber ein Allerweltsmaterial, das wir in jedem Bleistift antreffen.
Jetzt schickt sich eine weitere reine Kohlenstoffsubstanz an, die Welt zu erobern: Graphen (mit Betonung auf der zweiten Silbe). Im Idealfall ist dies ein regelmäßiges Gitter aus Kohlenstoff-Sechsecken und genau eine Atomschicht dick, weshalb es als "zweidimensionaler" Kristall bezeichnet wird.
Elektrischen Strom leitet Graphen bei Raumtemperatur schneller als jeder andere Stoff, weil sich die Elektronen darin fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. So kann es sogar zum Nachweis exotischer Quantenphänomene dienen, die sonst nur unter extremen Bedingungen beobachtbar wären – etwa in Schwarzen Löchern oder Hochenergiebeschleunigern. Außerdem verspricht man sich von der faszinierenden Substanz superharte Verbundwerkstoffe, intelligente Displays, ultraschnelle Transistoren und letztlich vielleicht auch Fortschritte bei Quantencomputern.
Graphen | Nur eine Atomschicht dick, verspricht Graphen vielfältige Anwendungen. Bisher allerdings ist allein schon seine Herstellung noch eine Herausforderung.
Noch ist es allerdings nicht soweit, Graphen ist gerade erst in den Laboren angekommen. Nach vielen Versuchen war es Andre Geim im Jahr 2004 als weltweit erstem Forscher gelungen, die zweidimensionalen Kristalle wie gewünscht herzustellen. Schon Ende hatte ihm die Körber-Stiftung für seine wegweisenden Arbeiten den mit 750.000 € dotierten Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft zugesprochen. Jetzt, am 17. April 2009, wird ihm der Preis im Hamburger Rathaus übergeben.
Seinen Weg zum Graphen beschrieb der in Russland als Sohn deutscher Eltern geborene Physiker, der seit 2001 an der britischen University of Manchester lehrt, schon in der Augustausgabe 2008 von "Spektrum der Wissenschaft". Lesen Sie hier seinen Beitrag, den wir für Sie freigeschaltet haben.
Übrigens: Auch Graphen ist ein Allerweltsmaterial. Es findet sich in jedem Strich, den wir mit dem Bleistift ziehen. Nur: Gezielt nutzen lässt es sich dann leider nicht.
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