Extrem fest, leitfähig und chemisch unempfindlich. Nanoröhrchen aus Kohlenstoff versprechen zahlreiche Anwendungen vom zukünftigen Nanochip über hochfeste Fasern bis zu funktionellen Zusätzen in Kunststoffen und Lacken. Im Unterschied zu den filigranen Hohlkörpern mit nur einer Hülle sollen die zweiwandigen Röhrchen sogar noch stabiler und vor allem berechenbarer in ihren Eigenschaften sein. Ein internationales Forscherteam hat nun eine Methode entwickelt, diese doppelwandigen Partikel in sehr hoher Reinheit herzustellen – ein erster Schritt für die kostengünstige Verwertung in großen Mengen.
„Doppelwandige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff haben eine höhere thermische und chemische Stabilität als einwandige“, sagt Takuya Hayashi von der japanischen
Shinshu Universität. Zusammen mit
amerikanischen und
mexikanischen Kollegen suchte er nach einem neuen Hestellungsprozess. Mit Erfolg: Über die gezielte Ablagerung von Kohlenstoffatomen aus einer heißen Dampfphase und anschließende Reinigungsprozesse erzielten die Wissenschaftler Ausbeuten von rund 95 Prozent. Durch die örtlich getrennte Anordnung von einerseits Eisen, andererseits Molybdän-Katalysatoren wuchsen im Reaktionsofen bevorzugt die doppelwandigen Spezies dieses vielversprechenden Nanomaterials.
Anwendungen für ihre filigranen Zylinder sehen Hayashi und Kollegen bei Gassensoren, elektronischen Bauteilen, Nanokompositen und Elektronenquellen. Die Stabilität demostrierten sie eindrucksvoll mit einer reinen Nanoröhrchen-Folie, die sie wie ein Blatt Papier zu einem winzigen Samurai-Helm falten konnten.
Auch Carbon Nanotechnologies in den USA, eines der Vorreiter-Unternehmen in der Röhrchen-Branche, setzt verstärkt auf die doppelwandigen Röhrchen-Typen. Firmenleiter Rick Smalley schätzt vor allem die höhrere Stabiliät dieser Hohlkörper bei gleichen Durchmesser im Vergleich zur einwandigen Variante. Weltweit reichen die Produktionskapazitäten für alle Spezies des zukunftsweisenden Nanomaterials nach Expertenmeinung schon weit in den Tonnenbereich.
Jan Oliver Löfken