Dem nanotechnologischen Traum nahe

Unkomplizierte Erzeugung von Keimen für einheitliche Kohlenstoffnanoröhren

02.09.2019 - Deutschland

Einwandige, einheitliche Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) herzustellen, gehört zu den großen Herausforderungen der Materialwissenschaft. Es ist möglich, sie mithilfe von Vorläufermolekülen, sogenannten Keimen, die das Wachstum vorgeben, zu erzeugen. Jedoch ist deren Synthese weitgehend unerforscht – bis jetzt: Wissenschaftler der FAU haben eine Methode entwickelt, um die komplexen Moleküle aus wenigen Segmenten zusammenzufügen.

Bei Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) ist das Graphen zu einem Hohlzylinder aufgerollt – so die Vorstellung. Die Röhren haben, je nachdem wie sie aufgebaut sind, von leitend bis halbleitend unterschiedliche elektronische Eigenschaften. Sie können daher etwa in Transistoren, in Akkus oder in Displays Anwendung finden. „Aufgrund der außerordentlichen Eigenschaften gelten einwandige Kohlenstoffnanoröhren als die vielversprechendsten Kandidaten, um Träume im Bereich der modernen Materialwissenschaften zu erfüllen“, erläutert Dr. Konstantin Amsharov, Lehrstuhl für Organische Chemie II. Jedoch ist es schwierig, mehrere Kohlenstoffnanoröhren mit gleicher Struktur herzustellen. Der einzige bekannte Weg, ausgewählte Nanoröhren zu züchten, besteht in der epitaktischen Verlängerung von ultrakurzen CNTs oder SWCNT-Samen, die sehr schwer herzustellen sind. Komplementäre Segmente kombinatorisch anzuordnen, ermöglicht es aber SWCNTs zu züchten. In Experimenten konnte Amsharov nun mithilfe von lediglich drei Bestandteilen Keime für 21 unterschiedliche Röhrentypen herstellen.

Originalveröffentlichung

Joerg Tomada, Thomas Dienel, Frank Hampel, Roman Fasel & Konstantin Amsharov; "Combinatorial design of molecular seeds for chirality-controlled synthesis of single-walled carbon nanotubes"; Nature Communications; Volume 10, Article number: 3278 (2019)

https://www.chemie.de/news/1162576/dem-nanotechnologischen-traum-nahe.html