Schau an: Graphen ist doch nicht perfekt

graphen

Graphen hat den Ruf eines Supermaterials, das alle bisherigen Supermaterialien in den Schatten stellt. Doch Halt! Nicht so schnell – Wissenschaftler haben nämlich eine Schwachstelle gefunden, die in vielen Graphen-Blättern zu finden ist und das Material so effektiv nur halb so stark macht wie gedacht.

Als eine einzige Schicht von Kohlenstoffatomen in einem hexagonalen Muster wird Graphen oft für seine unglaubliche Festigkeit gefeiert. Doch ein Wissenschaftler-Team der Rice University ignorierte den Hype und überlegte, was an den Kanten der Blätter eigentlich so los ist. Dort, wo die Blätter enden – und irgendwo müssen sie das ja – werden die Sechsecke unterbrochen und fünf- oder siebenatomige Ringe entstehen.

Auch wenn das jetzt nach nichts Großem klingt, überlegt mal: Blätter aus Kohlenstoff, die im Labor hergestellt werden, sind praktisch nie perfekte Aneinanderreihungen von hexagonalen Kohlenstoffatomringen. Stattdessen bestehen sie aus einer Reihe von Graphen-Inseln, genannt Grains (Körner) und wo diese Grains sich begegnen, dort entstehen diese Schwachstellen. Wenn man nun das Material einer Zugbelastung aussetzt, so stellen diese Schwachstellen Probleme dar:

Boris Yakobson, einer der Wissenschaftler, erklärt gegenüber Material Views:

„Die Details sind kompliziert, aber im Prinzip… ist die Kraft dort konzentriert und das ist dann auch der Ort, wo [das Material] beginnt zu reißen. Kraft auf diesen Verbindungen löst die Risse aus und sie erweitern sich wie die Risse in einer Windschutzscheibe. In Metallen hören die Risse gelegentlich auf, weil sie mit zunehmender Länge abstumpfen. Aber in brüchigen Materialien passiert dies nicht. Und Graphen ist ein brüchiges Material, so kann ein Riss ziemlich lang werden.“

Das Ergebnis? Nichtperfekte Graphen-Blätter – und das sind nun mal die meisten – haben effektiv etwa die Hälfte der Widerstandskraft von idealen Proben des Materials. Das ist allerdings auch kein massives Problem für die Anwendungsmöglichkeiten von Graphen, aber es dient als gute Erinnerung daran, dass Graphen nicht unbedingt alle Probleme dieser Welt lösen kann. [Gizmodo.com via Nano Letters via Material Views]

Tags :

Hinterlasse eine Antwort

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *

Du kannst folgende HTML-Tags benutzen: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Advertising