Leichtestes Material der Welt Freitag, 17.08.2012
„Aerographit“, eine Entwicklung der Universität Kiel und der Technischen Universität Hamburg-Harburg, ist das leichteste Material der Welt. Es besteht aus einem Netzwerk aus porösen Kohlenstoffröhrchen, die dreidimensional auf Nano- und Mikroebene ineinander verwachsen sind.
Mit 0,2 Milligramm pro Kubikzentimeter ist es 75-mal
leichter als Styropor. Es ist pechschwarz, stabil,
elektrisch leitfähig, verformbar und undurchsichtig.
Trotz des niedrigen Gewichtes zeichnet
sich das Aerographit durch hervorragende Stabilität bei
Druck- und Zugbelastung aus. So lässt es sich um bis zu 95
Prozent komprimieren und wieder in die ursprüngliche Form
auseinander ziehen. Dabei wird das Aerographit bis zu einem
bestimmten Grad sogar fester.
Die
Herstellung erinnert an ein schnell wachsendes
Efeu-Geflecht, das sich um einen Baum windet, wobei der Baum
später abstirbt und das Efeu Gerüst zurück lässt. Zur
Herstellung von Aerographit wird pulverförmiges Zinkoxid
durch Erhitzen in einem 900 Grad Celsius heißen Ofen in eine
kristalline Form gebracht und danach zu einer Tablette
verpresst. In ihr bildet das fertige Zinkoxid Mikro- und
Nanostrukturen aus. Sie sind das Netzwerk, auf dem bei 760
Grad Celsius aus einer mit Kohlenstoff angereicherten
Gasphase das Zinkoxid von einer nur wenige Atomlagen dicken
Graphitschicht ummantelt wird, wodurch die verwachsene
Netzwerkstruktur des Aerographit gebildet wird. Der
gleichzeitig zugeführte Wasserstoff reduziert das Zinkoxid,
wobei Wasserdampf und Zink entweichen und eine vernetzte und
röhrenförmige Kohlenstoffstruktur zurücklassen.
Als
mögliche Anwendungen des Aerographits können sich die
Entwickler beispielsweise Li-Ionen-Batterien vorstellen, bei
denen nur noch eine minimale Menge Batterieelektrolyt
eingesetzt werden muss. Weitere Anwendungen sehen sie zur
Erhöhung der Leitfähigkeit von Kunststoffen, in der
Luftfahrt oder der Wasserreinigung.
Bild: Technische Universität Hamburg-Harburg - Elektronenmikroskopischer Ausschnitt von Aerographit. Offene Kohlenstoffröhren bilden ein feines Netz und ermöglichen so eine geringe Dichte von bis zu 0,2 Milligramm pro Kubikzentimeter.
Erstellt am 15.08.2012
