Direkt zum Inhalt
Diamantnanofäden

Stärker als Graphen - und trotzdem biegsam

"Diamond-Nanothread" haben Forscher ultrareißfeste Fäden aus Kohlenstoff genannt. Deren Eigenschaften lassen sich maßschneidern - was gänzlich neue Anwendungen erlaubt.
Nanofaden aus Benzolringen

Kommt die Rede auf einen künftigen Weltraumlift, ist fast unweigerlich von Kohlenstoffnanoröhrchen die Rede. Die extrem widerstandsfähigen Schläuche, die in ihrer Struktur aufgerolltem Graphen ähneln, sollen das Baumaterial für das wichtigste Element des Aufzugs liefern: das Seil, das die Station auf der Erde mit dem Orbit verbindet. Nur ein solcher Hightechstoff wäre stark und gleichzeitig leicht genug, um nicht schon unter seinem eigenen Gewicht zu zerreißen.

Nähere Pläne für einen Weltraumlift gibt es zwar noch nicht, wohl aber bereits ein vielleicht noch besser geeignetes Material: Diamantnanofäden sind noch kaum bekannt, könnten jedoch den Nanoröhrchen den Rang ablaufen. Die englisch Diamond-Nanothreads genannten Fasern bestehen aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Ihre maximale Zugfestigkeit soll rund 100-mal höher sein als die von Stahl.

Konkret werden dazu Benzolringe unter sehr hohem Druck dazu gebracht, sich miteinander zu verknüpfen. Die Herstellung der Nanothreads gelang einem Team um John Badding von der Pennsylvania State University im Jahr 2014.

Defekte sollen den Faden verbessern

Dabei entstehen jedoch Fäden, die zwar extrem reißfest sind, aber wie viele derartige Materialien gleichzeitig auch sehr brüchig. Sie zu verwenden, sei "wie mit ungekochten Spaghetti zu nähen", schreibt der Blog "Emerging Technologies from the arXive".

Nun jedoch wollen Forscher der Queensland University of Technology einen Ausweg gefunden haben, wie sich die Spagetti sozusagen kochen lassen. Wenn sich die Benzolringe aneinanderlagern, können bestimmte Defekte auftreten, so genannte Stone-Wales-Defekte. Dabei ändert sich die Art der chemischen Verbindung, mit der die Kohlenstoffatome aneinanderhaften. Wie das Team um Haifei Zhan berechnete, ändert sich dadurch die Biegsamkeit der Fasern: Je mehr Defekte sich pro Längeneinheit finden, desto biegsamer – und auch dehnbarer – wird der Nanofaden.

Das sei eine faszinierende Eigenschaft der Nanothreads, finden die Forscher. Denn sie erlaube es, künftig die Fäden je nach gewünschter Biegsamkeit beziehungsweise Steifheit maßzuschneidern. Allerdings werden durch die Defekte auch Schwachpunkte eingeführt. Das Material verhält sich dadurch eher wie eine Kette, die an der Verbindung zweier Glieder reißt. Durch Verweben der Nanofäden zu einem Garn oder Textil könnten sich dennoch ultrastarke Nanoarchitekturen aufbauen lassen, fassen Zhan und Kollegen zusammen.

Lesermeinung

6 Beiträge anzeigen

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, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften 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 Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Vielen Dank!

SciViews