Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Materialwissenschaft: Ein Wunderstoff wird entzaubert

Graphen sollte das neue Silizium werden. Die Geschichte eines Goldrauschs – mit unerwarteter Wendung.
Graphen-Gitter

Der Goldrausch beginnt mit einem Stück Tesafilm. Sorgfältig haben Andre Geim und sein Doktorand Konstantin Novoselov etliche Stücke davon abgeschnitten. Eigentlich ist schon Feierabend, aber die beiden Forscher haben es sich zur Gewohnheit gemacht, freitags länger zu arbeiten. Die Zeit nutzen sie, um in ihrem Labor an der University of Manchester eher spekulativen Ideen nachzugehen.

An diesem Abend im Jahr 2002 pappen Geim und Novoselov ein Stück Tesafilm auf einen dunklen Graphitblock und reißen es blitzschnell wieder herunter. Dann nehmen sie einen anderen Streifen, kleben ihn auf den ersten und ziehen ihn erneut ab. Ratsch, ratsch, ratsch.

Die beiden Forscher wollen so möglichst dünnes Graphit herstellen. Das gräulich-schuppige Mineral besteht aus einem dreidimensionalen Kohlenstoffgitter, dessen Atome jeweils drei sehr robuste Bindungen mit Partnern in der­selben Gitterebene eingehen. Zwischen den einzelnen Schichten wirkt nur die schwache Van-der-Waals-Anziehung. Das macht Graphit weniger stabil als Diamant, in dem die Kohlenstoffatome nicht in Schichten angeordnet sind, sondern mit jeweils vier Nachbarn räumlich verknüpft sind. Dennoch gehören Graphitkristalle zu den widerstandsfähigeren Materialien, die Menschen ohne allzu großen Aufwand aus der Erde lösen können. Bereits in der späten Eisenzeit vor 2400 Jahren sollen unsere Vorfahren Töpfe damit feuerfest gemacht haben. Bis heute steckt Graphit in den Minen von Bleistiften ...

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – »Für die Energiewende brauchen wir mehr heimische Rohstoffe«

Die Energiewende stellt die deutsche Industrie vor Herausforderungen. Kritische Rohstoffe stammen überwiegend aus dem Ausland. Im Interview erklärt Industrieexpertin Anne Lauenroth Ansätze zur Verringerung dieser risikoreichen Abhängigkeiten. Außerdem in dieser »Woche«: Solidarität in Krisenzeiten

Spektrum - Die Woche – 75 Jahre Grundgesetz: »Ein Durchbruch in nur 13 Tagen«

75 Jahre Grundgesetz: Die Historikerin Uta Piereth im Interview über den Verfassungskonvent von Herrenchiemsee, auf dem die Basis für unser Grundgesetz gelegt wurde.

Spektrum Kompakt – Klimaschutz - Herausforderung für die Wirtschaft

Superwahljahr, Wasserstoff und Konsum verbindet allesamt der Klimaschutz - denn welche Entscheidungen hier getroffen werden, beeinflusst Leben sowie Umweltbedingungen zukünftiger Jahre. Wo lassen sich Treibhausgasemissionen senken und welche Einsparungen haben die Konsumenten selbst in der Hand?

  • Quellen

Cao, Y. et al.: Unconventional Superconductivity in Magic-Angle Graphene Superlatticesl. In: Nature 556, S. 43–55, 2018

Conrad, E. H. et al.: Semiconducting Graphene from Highly Ordered Substrate Interaction. In: Physical Review Letters 115, 136802, 2015

Geng, Z. et al.: Graphene Nanoribbons for Electronic Devices. In: Annalen der Physik 529, 1700033, 2017

Son, I. H. et al.: Graphene Balls for Lithium Rechargeable Batteries with Fast Charging and High Volumetric Energy Densities. In: Nature Communications 8, S. 1–11, 2017

Novoselov, K. et al.: A Roadmap for Graphene. In: Nature 490, S. 192–200, 2012

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.