Dünner geht nicht: Kleinstmögliche Nanoröhren aus Kohlenstoff hergestellt

Unabhängig voneinander und auf verschiedenen Wegen ist es zwei asiatischen Forschergruppen gelungen, winzige so genannte Nanoröhrchen von nur 0,4 Nanometern Durchmesser herzustellen. Die Röhrchen, große Moleküle aus Kohlenstoff, sind wahre “Tausendsassas” in der winzigen Nanowelt: Mit einem Durchmesser von weniger als einem Milliardstel Meter sind sie dünner als ein Erbgut-Strang in der Zelle. Dennoch sind sie chemisch stabil, elektrisch leitend und mechanisch belastbar. Sie lassen sie sich biegen, schneiden und zu elektronischen Schaltkreisen formen. Das verspricht vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Von winzigen Schaltkreisen über künstliche Muskeln bis zu ultrakleinen Reagenzgläsern oder Speicherröhren in Wasserstofftanks.

Jeweils unterschiedliche Methoden der beiden Forschergruppen brachten jetzt denselben Erfolg, berichtet das Fachmagazin Nature. Das japanische Team um Lu-Chang Qin vom Unternehmen NEC Corporation setzte einen Graphitstab in eine mit Helium oder Wasserstoff gefüllte Kammer. Beim Entladen einer Bogenlampe entsteht ein Kohlenstoff-Plasma, das beim Abkühlen ineinander verschachtelte Nanoröhrchen bildet ? ein einem größeren Röhrchen befindet sich jeweils ein kleines Röhrchen. Die innerste, kleinste Röhre erreichte den Rekorddurchmesser von 0,4 Nanometern.

Das chinesische Team um Zikang Tang von der Hong Kong University of Science and Technology begrenzte die Größe der Röhren mit Hilfe des Minerals Zeolith. In winzigen Kanälen in dem porösen Gestein bildeten sich aus dem Plasma ebenfalls die dünnstmöglichen Nanoröhren.

Mit 0,4 Nanometern ist die theoretische Grenze erreicht, sagen die Forscher, bevor die Kohlenstoffröhrchen ihre Struktur ändern, metallisch werden oder nicht länger hohl sind. Zwar hatten andere Wissenschaftler im vergangenen Monat sogar nur 0,033 Nanometer dünne Nanoröhrchen hergestellt, sie erwiesen sich aber als unstabil und nicht belastbar.