Ein Spitzer für Nanoröhren

News: Ein Spitzer für Nanoröhren

Das ideale Material für Sonden, winzige Gleitlager oder Spitzen, mit denen man in biologische Zellen stechen kann - die Anwendungsmöglichkeiten für Kohlenstoff-Nanoröhren scheinen unbegrenzt. Bisher fehlte jedoch ein geeignetes Werkzeug, um die winzigen Strukturen zu bearbeiten. Amerikanische Wissenschaftler haben nun eine Art Hobel entwickelt, mit denen sie aus den Röhren dünne Spitzen schleifen können.

Kaum ein anderes Beispiel der Nanotechnik ist so sehr im Gespräch wie Kohlenstoff-Nanoröhren. Das ist auch gar nicht erstaunlich, denn sie bieten sich für viele Zwecke an – als Katalysator, Elektroden in biologischen Zellen oder winzige elektronische oder mechanische Systeme. Forscher sind bereits in der Lage, solche Röhren gezielt wachsen zu lassen, aber eine Möglichkeit, sie danach in die gewünschte Form zu bringen, fehlte bisher.

John Cumings und seine Kollegen von der University of California in Berkeley und vom Lawrence Berkeley National Laboratory sind jetzt einen entscheidenden Schritt weitergekommen. Sie haben Kohlenstoff-Nanoröhren auf einer Seite angespitzt, wobei von ursprünglich rund 37 Schichten gerade mal drei übrig blieben. Dadurch schrumpfte der Durchmesser von knapp 26 auf gut 4 Nanometer – eine sehr dünne Spitze (Nature vom 10. August 2000).

Die Wissenschaftler befestigten ein Ende der Nanoröhre an einer Gold-Elektrode. Gegenüber brachten sie eine weitere, etwas größere Röhre an, die als zweite Elektrode diente. Legten sie nun eine Spannung an und brachten die Elektrode in engen Kontakt mit der zu bearbeitenden Röhre, schälten sich an einem Ende einige Schichten ab. Diesen Vorgang wiederholten die Forscher, bist sie schließlich ein nur zwischen vier und fünf Nanometer dünnes Röhrchen hergestellt hatten.

"Die Physik unserer neuen Formgebung ist faszinierend", freuen sich Cumings und seine Mitarbeiter. Sie vermuten, dass die Energie zu Aufbrechen der Kohlenstoff-Bindungen aus Streuprozessen an Fehlstellen in der Struktur der Nanoröhren stammt. Diese Lücken liegen vor allem am Ende der Röhren. Dort wird in einem extrem begrenzten Bereich Wärme frei, was dazu führt, dass die Bindungen zerstört werden und ein Teil der Schale abplatzt. Da lediglich die äußeren Schichten betroffen sind, fließt anscheinend der gesamte Strom nur durch diese äußeren Bereiche der Nanoröhren.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 2.8.2000
"Die winzigsten Gleitlager der Welt"
Spektrum Ticker vom 22.1.1999
"Die Kleinen leisten Widerstand"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Brennpunkt-Thema vom 7.8.2000
"Nano ist das Größte"
Spektrum der Wissenschaft 8/98, Seite 16
"Kohlenstoff-Cannelloni – die kommenden Chips?"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)

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