Wiener Physiker lassen "Nano-Schnurrbärte" wachsen

16. Mai 2013, 14:41
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Verständnis über Wachstum winziger Strukturen soll kontrollierte Herstellung spezieller neuer Materialien ermöglichen

Wien - Nanotechnologie basiert auf der Herstellung von erstaunlich kleinen Materialstrukturen. Physikern an der Universität Wien ist es nun gelungen, eine einzigartige Nano-Struktur aus Kohlenstoff zu züchten, die einem winzigen gezwirbelten Schnurrbart ähnelt. Ihre Methode könnte wegweisend für die Bildung komplexerer Nano-Netzwerke sein, wie sie in der der Fachzeitschrift "Nature Scientific Reports" schreiben.

Ausgangspunkt der Arbeit waren Kohlenstoff-Nanoröhren, die in einem Gas mit Kohlenstoff- und Eisen-Atomen bei niedrigen Temperaturen und geringem Druck entstehen. "Wir wollten deren Wachstum verstehen", erklärte Thomas Pichler von der Gruppe "Elektronische Materialeigenschaften" von der Fakultät für Physik der Uni Wien. Steigert man aber Temperatur und Druck beginnen spontan zwei Arme aus Kohlenstoff-Atomen von einem Eisenkern ausgehend zu wachsen. Ist der Eisenkern ausreichend klein fangen die Kohlenstoff-Arme an, sich an ihren Enden spiralförmig einzudrehen, sodass die ganze Struktur einem gezwirbelten Schnurrbart ähnelt. Die Größe dieser Strukturen hängen von der Größe des Eisenkerns ab und bewegen sich von zehn Nanometern (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter) bis zu Mikrometern.

Neue Materialien mit vordefinierten Nano-Strukturen

"Die ermutigenden Erkenntnisse aus unseren Experimenten bieten einen sehr guten Ausgangspunkt für die kontrollierte Herstellung von außergewöhnlichen neuen Materialien mit vordefinierten Nano-Strukturen", betonte der Erstautor der Arbeit, Hidetsugu Shiozawa, von der Uni Wien. Er hat dabei mit Kollegen der Universität Surrey (Großbritannien) und des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Deutschland) zusammengearbeitet.

Um mehr über den internen Aufbau der "Nano-Schnurrbärte" herauszufinden, schnitten sie die Forscher in extrem dünne Scheiben und benutzten ein Transmissionselektronenmikroskop für deren Analyse. Die Fehlstellen im Material, die beim Wachstum der Nano-Strukturen entstehen, verraten den Wissenschaftern etwas über ihren Wachstumsprozess. Für künftige Anwendungen ist es wichtig, diese Erkenntnisse auf das Wachstum von Nano-Strukturen zu übertragen, um so regelmäßige Muster und Netzwerke auf der Nano-Skala herzustellen. (APA/red, derStandard.at, 16.05.2013)

  • Die spezielle Form des Kohlenstoff-"Nano-Schnurrbarts" wird mit Hilfe eines Elektronenmikroskops sichtbar.
    foto: shiozawa/emp, universität wien

    Die spezielle Form des Kohlenstoff-"Nano-Schnurrbarts" wird mit Hilfe eines Elektronenmikroskops sichtbar.

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