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Graphen und Fullerene 03:24 min

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Transkript Graphen und Fullerene

Eine weitere Modifikation des Kohlenstoffs ist unter anderem in Cremes enthalten. Die sogenannten Fullerene haben aber auch noch ganz andere Eigenschaften. Das Fulleren mit dem Namen C60 wird auch Fußball-Molekül genannt. In diesem Molekül bilden die Kohlenstoffatome einen kugelförmigen Käfig, einen Polyeder. Dieses am besten erforschte Fulleren besteht aus 60 Kohlenstoffatomen, die im Kristallgitter in zwölf Fünfecken und 20 regelmäßigen Sechsecken miteinander verbunden sind. Auch in anderen Fullerenen mit den Namen C76 oder C84 sehen die Verknüpfungen ähnlich aus. Fullerene sind braunschwarze Pulver mit metallischem Glanz. Sie sind weich wie Graphit, leiten aber den elektrischen Strom nicht, weil die einzelnen Moleküle nicht miteinander in Verbindung stehen. Wie bei einem Stapel Orangen sind die einzelnen C60-Kugeln sehr dicht aneinander angeordnet und bilden eine kubisch dichteste Kugelpackung. Wegen ihrer besonderen Eigenschaften eignen sich Fullerene auch sehr gut als Schmiermittel. Sie wirken wie ein molekulares Kugellager. Einfaches Haushaltsklebeband. Damit lösten die russischen Wissenschaftler Andre Geim und Konstantin Novoselov zum ersten Mal eine monoatomare Schicht Kohlenstoff von einem Stück Graphit ab. 2010 erhielten sie dafür den Physiknobelpreis. Graphen ist ein zweidimensionales Material, das erstaunliche Eigenschaften hat, die nicht nur Physiker faszinieren. Graphene sind nur eine Atomlage dick. Sättigt man die Ränder der Graphene nicht mit anderen Atomen ab, so wellt sich die Schicht und formt sich zu einer Röhre. Es kommt quasi zu einer Eigensättigung. Der Durchmesser dieser Nanoröhren liegt im Bereich von einem Millionstel Millimeter. Sie sind ein Zehntausendstel so dünn, wie ein menschliches Haar. Eine Pflanzenlaus sieht dagegen gigantisch aus. Graphene und Nanoröhren gelten als Wunderstoff der Zukunft. Sie sind extrem stabil, biegsam, transparent und leicht und 100-mal fester als Stahl. Das Nanomaterial kann Kunststoffe verbessern und verstärken. Zum Beispiel bei den Rotorblättern von Windkraftanlagen. Forscher experimentieren mit ultradünnen Solarzellen. Sogar ein Weltraumlift mit Seilen aus Nanoröhren war angedacht. Besonders interessant ist das Verhalten von Nanoröhren bei der elektrischen Leitfähigkeit. Sie können sowohl isolieren, als auch als Halbleiter wirken oder leiten. Mit der Nanotechnologie ließen sich faltbare Monitore, oder elektronisches Papier realisieren. Biegsam und trotzdem robust.