Gemeinsam sind sie stark: Nanoröhrchen sind die besseren Glühdrähte - wissenschaft.de
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Gemeinsam sind sie stark: Nanoröhrchen sind die besseren Glühdrähte

Strahlendes Licht aus Nanoröhrchen ? an dieser Vision arbeiten chinesische Physiker, die den klassischen Wolframdraht in Glühbirnen durch ein ganzes Bündel der winzigen Hohlkörper aus Kohlenstoff ersetzt haben. Mit der gleichen Spannung lieferten diese Nanoleuchten deutlich helleres Licht als konventionelle Birnen. Dabei spielt zusätzlich zu der dominierenden Schwarzkörperstrahlung eine Lichtverstärkung über Elektrolumineszenz eine entscheidende Rolle, berichten die Forscher im Fachblatt Applied Physics Letters (Vol. 84, S. 4869).

„Wir erwarten eine normale Haushaltsbirne mit einem Glühdraht aus Nanoröhrchen schon in sehr naher Zukunft“, schreiben Jinquan Wei und seine Kollegen von der Tsinghua Universität in Beijing. Neben der höheren Leuchtstärke setzte die Aussendung von Lichtteilchen auch schon bei nur drei Volt statt bei sechs Volt ein, wie es bei Wolframdrähten üblich ist. Ohne Schaden zu nehmen, ließ sich die Nanobirne 5000 mal an- und ausschalten. Auch die Lebensdauer der ersten Laborbirnen mit 360 Stunden bei 25 Volt überzeugte die Forscher davon, dass diese Nanotechnologie durchaus markttauglich ist. Dabei käme der Leuchte der durch eine Massenproduktion mögliche geringe Preis von Nanoröhrchen von bis zum einem Euro pro Gramm zugute. Schon in fünf Jahren rechnet Wei mit einem ersten Produkt.

Der Grund für das hellere Licht sehen Wei und Kollegen in einem Effekt, der Elektrolumineszenz genannt wird. Zusätzlich zur normalen Strahlung, die die auf mindestens 750 Grad Celsius erhitzten Drähte aus tausenden mehrwandiger Nanoröhrchen mit wenigen Millionstel Millimeter Durchmessern abgeben, sendet der Draht Lichtteilchen entsprechend der Wellenlängen 407, 417 und 655 Nanometer aus. Ihren Ursprung haben diese Photonen in bestimmten Schalenübergängen von angeregten Elektronen in den Nanoröhrchen.

Neben der einfachen Glühbirne glauben die Forscher auch an eine andere Low-Tech-Anwendung aus ihren Nanoröhrchen: Da der elektrische Widerstand der Röhrchen zwischen 750 und 1500 Grad nur unwesentlich schwankte, würden sie sich sehr gut als Widerstände im Hochtemperaturbereich eignen.

Jan Oliver Löfken
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Bo|so|nen  〈Pl.; Phys.; Sammelbez. für〉 Teilchen mit ganzzahligem Spin, z. B. die Elementarteilchen Photonen, Mesonen, aber auch alle Atomkerne mit gerader Nukleonenzahl [nach dem ind. Physiker S. N. Bose, ... mehr

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