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Neue Materialien : Erstes Aerogel mit Halbleitereigenschaften synthetisiert

Wo extrem große Oberflächen auf wenig Raum gebraucht werden, gehören Aerogele zu den ersten Kandidaten. Wie ein Schaum aus nicht frei beweglichen Bausteinen umschließen sie unzählige Hohlräume, zeigen Quanteneffekte, und in manchen Fällen leuchten sie sogar. Ein Forscherteam um Stephanie Brock von der Wayne State University hat nun Aerogele mit einer weiteren nutzbringenden Eigenschaft entwickelt: Ihre Materialien verhalten sich wie Halbleiter.

Anders als die üblichen Aerogele besteht Brocks Entdeckung nicht aus Kohlenstoff oder einem Metalloxid. Die Wissenschaftler benutzten Körnchen von Metallsulfiden und -seleniden, die sie durch Oxidation von angelagerten Schwefelverbindungen in den Gel-Zustand überführten. Anschließend trockneten sie das Gel mit superkritischem Kohlendioxid, wodurch es seine Porenarchitektur erhielt.

Bis zu 250 Quadratmeter Oberfläche hat ein einziges Gramm der entstandenen Aerogele. Entsprechend niedrig ist die Dichte: Beim Kadmiumsulfid beträgt sie gerade einmal 0,07 Gramm pro Kubikzentimeter – nur 1,4 Prozent des Wertes für den Ausgangskristall.

Sollte es gelingen, die Aerogele als gut zu verarbeitenden Film herzustellen, könnten sie in fotovoltaischen Anlagen eingesetzt werden, katalytische Funktionen übernehmen oder in Sensoren nach chemischen Verbindungen fahnden.

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