veröffentlichts am Donnerstag, 23.01.2014

Der härteste Werkstoff der Welt ist nicht mehr Graphen – es geht noch härter

bis vor Kurzem galt Graphen als das neue Wundermaterial. Graphen wird aus Graphit (Bleistiftmine) gewonnen und ist so hauchdünn, dass es als zweidimensional bezeichnet wird. Wie sein glamouröser Bruder, der Diamant, besteht das hauchdünne Graphen zu 100 % aus Kohlenstoff.

Dabei ist Graphen weder teuer noch exotisch. In einer einfachen Bleistiftmine (aus der Kohlenstoff-Form Graphit) finden sich Milliarden Lagen Graphen. Und wer einen Hauch Graphit immer wieder mithilfe von zwei Klebestreifen auseinanderzieht, schafft dünnere und dünnere Flocken – und erhält schließlich das nicht mehr spaltbare Graphen.

Viele technologische Innovationen in den vergangenen Jahren basierten darauf, dass Gerätekomponenten (insbesondere Mikrochips) und Geräte (denken wir nur an den Minifernseher iPhone und die Ministereoanlage iPod) immer kleiner wurden. Miniaturisierung hat dazu beigetragen, dass unsere Portable- und Unterwegskultur überhaupt erst möglich wurde. Doch so, wie es aussieht, ist ein erster Modernisierungsschub jetzt langsam an seine Grenzen gestoßen.

Graphen könnte quasi übergangslos für den nächsten Miniaturisierungsschub sorgen. Sowohl Samsung als auch IBM berichten schon von regelrechten »Wunderchips «, die anstelle von drei mit 300 oder sogar mit 1.000 Gigahertz arbeiten könnten – wenn statt Silizium Graphen zum Einsatz käme.

Und jetzt: der Auftritt von Carbyne. Das neue »Wundermaterial « besteht aus einer Kette von Kohlenstoffatomen, die entweder aus alternierenden Dreifachund Einfachbindungen oder fortgesetzten Doppelbindungen aufgebaut ist. Den Materialforschern um Mingjie Liu von der Cornell University gelang es nun erstmals, die Härte von Carbyne genauer zu bestimmen. So soll es zweimal so fest sein wie die aktuell festesten bekannten Materialien.

Auch bei Big Data könnte Carbyne in den kommenden Jahren für weitere technologische Durchbrüche sorgen. Dann nämlich, wenn es gelingt, das s ogenannte Extremband in die Tat umzusetzen. Das Extremband ist ein superschnelles Breitband-Internet und so ziemlich das genaue Gegenteil von Internet-Drosselung. Durch den Einsatz von Graphen oder Carbyne könnten Geschwindigkeiten in der Datenübertragung erreicht werden, die mindestens um das Zehnfache höher liegen als bei der aktuellen Breitbandtechnologie.

Einschätzung „Zukunftsletter” : Ganz gleich, ob es Graphen oder Carbyne oder noch ein anderes Wundermaterial sein wird, die überragenden Eigenschaften könnten viele Märkte im Handumdrehen auf eine neue technologische (Kosten-)Basis stellen. Sie werden jedoch erst nach 2020 Massenmarktfähigkeit erlangen, wenn nicht doch noch unvorhergesehene Entwicklungssprünge eintreten.

Es lohnt sich aber schon heute, die Entwicklung der Wundermaterialien zu verfolgen, da die Spitzenforschung auf der ganzen Welt momentan fieberhaft an dem Thema arbeitet.