Folien aus Graphen : Patchwork aus Kohlenstoffatomen

Seit Kurzem ist es möglich, aus Graphen bis zu metergroße Folien herzustellen. Dazu werden einzelne Kohlenstoffatome aus einem Gas mit einem speziellen Verfahren auf einem festen Untergrund abgeschieden.

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Flickenteppich. Mikroskopbild der „Körnchen“ einer Graphenfolie. Foto: Nature
Flickenteppich. Mikroskopbild der „Körnchen“ einer Graphenfolie. Foto: Nature

Die so entstehenden Schichten sind nur eine Atomlage dünn. Allerdings sind in diesen großen Gebilden nicht alle Kohlenstoffatome nach ein und demselben Muster angeordnet. Stattdessen finden sich viele kleine „Körner“, bei denen jedes für sich die typische sechseckige Wabenstruktur zeigt. Die räumliche Ausrichtung dieser Gitter variiert aber von Körnchen zu Körnchen.

Materialforscher der Cornell Universität in Ithaca (New York) haben jetzt diese Korngrenzen genau untersucht, berichten sie online in „Nature“. Dabei zeigte sich, dass die Atome an den Rändern keine sechseckigen, sondern fünf- und siebeneckige Figuren bilden, um die „Lücken“ zu schließen. Weiterhin fanden die Forscher heraus, dass die mechanische Festigkeit des Graphens an diesen Linien deutlich abnimmt. Die elektrische Leitfähigkeit wurde überraschenderweise kaum beeinträchtigt. Diese Erkenntnisse können dazu beitragen, den jungen Werkstoff künftig effektiver einzusetzen.

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