Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten von Spektrum der Wissenschaft frei zugänglich.

Chemische Unterhaltungen: Graphenproduktion im Hobbykeller

Die Kohlenstoffvariante Graphen besitzt einzigartige Eigenschaften und gilt als Material der Zukunft. Die gerade mal atomdicken Folien herzustellen, ist gar nicht schwer.
Ein starker Kamerablitz reduziert graues Graphenoxid zu schwarzem Graphen (oben). Während Graphen elektrischen Strom leitet, ist die oxidierte Form ein Isolator (rechts).

Kohlenstoff ist ein so genanntes polymorphes Element, das in verschiedenen Zustandsformen, oder Modifikationen, auftreten kann: Bei identischer chemischer Zusammensetzung können die Atome von Feststoffen räumlich unterschiedlich angeordnet sein und so Materialien mit gänzlich anderen Eigenschaften hervorbringen. Im Diamant etwa, dem härtesten natürlich vorkommenden Stoff, bilden die Kohlenstoffatome ein kubisches (würfelförmiges) Kristallgitter. Weiches Graphit hingegen besteht aus regelmäßigen Kohlenstoffsechsecken in nur locker miteinander verbundenen, waben­artigen Schichten. Neben diesen beiden prominenten Vertretern der Kohlenstofffamilie gibt es weitere, exotischere Modifikationen: Fünf- und Sechsecke aus Kohlenstoff können sich zu winzigen Röhrchen (Nanotubes) oder käfigartigen Strukturen arrangieren, die Miniaturfußbällen gleichen (Fullerene). Zudem ist den letzten Jahren eine zweidimensionale Variante des Graphits in den Fokus der Wissenschaft gerückt: Graphen, ein Kohlenstoffatom dicke Folien mit Wabenmuster …

Graphen (Online-Ergänzung)

Datei herunterladen
Datei (5.5 MB)
Mai 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Mai 2018

Kennen Sie schon …

Graphen und Co - Materialien der Zukunft

Spektrum Kompakt – Graphen und Co - Materialien der Zukunft

Als "Wunderfolien" werden sie gern bezeichnet, die neuen 2-D-Materialien wie Graphen. Was leisten sie wirklich? Und wo geht die Entwicklung hin?

Spezial Physik - Mathematik - Technik 1/2014

Spektrum der Wissenschaft – Spezial Physik - Mathematik - Technik 1/2014: Exotische Materialien

Wunderstoff Graphen: Hoffnungsträger für die Elektronik der Zukunft • Biegsamer Beton: Verformung statt Bruch bei Überlastung • Paradoxe Metamaterialien: Tarnkappen und Superlinsen - kein Wunschtraum mehr

Lesermeinung

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, 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. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Münchgesang, W. et al.: Titel. In: Technology Review. American Institute of Physics Conference Proceedings 1597, S. 196 –203, 2014

Parvez, K. et al.: Exfoliation of Graphene via Wet Chemical Routes. In: Synthetic Metals 210, S. 123 -132, 2015

Steurer, P.: Funktionalisierte Graphene aus Graphitoxid für Katalyse, Beschichtungen und thermoplastische Nanocomposits. Dissertation, Universität Freiburg, S. 23 -25, 2010