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Physikalische Gesellschaft Zürich
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Dr. Pierangelo Gröning
EMPA Thun

Kohlenstoff-Nanoröhrchen: Prototypmaterial der Nanotechnologie

Donnerstag 2. April 2009, um 19:30 Uhr
ETH Hauptgebäude Hörsaal HG F5, Rämistrasse 101

/events/ss09/event.20090402/nanorohr_150.jpg
Rastertunnelmikroskopaufnahme zweier gegenläufig chiraler, einwandiger Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Gut zu erkennen sind die einzelnen C-Atome und der Drehsinn ihrer Anordnung. Der Durchmesser des kleineren Röhrchens beträgt ca. 1 nm.

Kaum ein anders Material hat in den vergangen 15 Jahren die Forschung und Wissenschaft so bewegt wie die Kohlenstoff-Nanoröhrchen (KNR).

KNR sind Röhrchen aus graphitischem Kohlenstoff mit Durchmessern zwischen 1 und 20 Nanometern, die bis zu Millimeter lang sein können. Man unterscheidet zwei Arten von KNR, einmal die einwandigen oder "single-walled" KNRs und zum anderen die mehrwandigen "multi-walled" KNRs.

Diese Formen von molekularem Kohlenstoff vereinen aussergewöhnliche physikalische Eigenschaften, wie sie kein anders Material auch nur annähernd aufweist. Entsprechend gross sind die technologischen Perspektiven und Hoffnungen in dieses Material. Die Anwendungen reichen von Kompositwerkstoffen über leitende, transparente Polymere, die Mikro- und Nanoelektronik, Sensortechnik, Flachbildschirmen und vielen anderen Anwendungen bis hin zur Tumortherapie.

Die immensen Erwartungen in dieses Material zeigen sich auch in der Entwicklung der industriellen Produktion. Betrug die weltweite Produktionskapazität der billigeren mehrwandigen KNRs vor 10 Jahren mal gerade einige 100 kg/Jahr, so lag sie 2008 bereits bei ca. 400 Tonnen. Es ist davon auszugehen, dass in 2-3 Jahren die Jahresproduktion bei ca. 3000 Tonnen liegt und das Kilo um 50 CHF kosten wird!

Der Vortrag wird eine kurze Einführung in die Physik und Synthese der Kohlenstoff-Nanoröhrchen beinhalten und dann anhand von einigen illustrativen Beispielen das technologische Potential dieses Materials aufzeigen.


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