Wunderwerkstoff Graphen Biegsam, dünn und superhart

Auf diesem Material ruht die Hoffnung der Technikbranche: Graphen könnte Computer schneller, Handys flexibler und Touchscreens dünner machen. Wissenschaftler haben nun einen Weg gefunden, den hauchdünnen Stoff industriell herzustellen.

Graphene Flagship Consortium

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Wissenschaftler vom Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) melden einen wichtigen Erfolg bei der Erforschung von Graphen. In den Fachzeitschrift "Science" veröffentlichten sie gemeinsam mit Forschern der Sungkyunkwan-Universität einen Artikel, wonach sie eine Methode entwickelt haben, die es ermöglicht, das nur eine Atomlage dicke Graphen im industriellen Maßstab herzustellen.

Der erst seit wenigen Jahren bekannte Stoff wird von vielen Industriezweigen als eine Art Wundermaterial angesehen. Das "Wall Street Journal" bezeichnete die Graphen-Forschung als "wissenschaftlichen Goldrausch". Obwohl sie extrem dünn und leicht ist, hat die Kohlenstoffverbindung eine 125-mal höhere Zugfestigkeit als Stahl, ist härter als Diamant und weist eine extrem hohe Wärme- und Stromleitfähigkeit auf.

Dabei dürfte es Graphen eigentlich gar nicht geben. Zumindest war das bis vor wenigen Jahren die in der Wissenschaft gängige Auffassung. Materialien, gleich welcher Art, müssten dreidimensional aufgebaut sein, sonst wären sie instabil, das ließ sich mathematisch nachweisen. Doch 2004 gelang es den russischen Wissenschaftlern Andre Geim und Konstantin Novoselov dann doch, Graphen herzustellen, nur eine Atomlage dick und damit quasi zweidimensional.

Biegsame Handys, superschnelle Computer

Denkbare Anwendungen für das ungewöhnliche Material gibt es zuhauf. Andre Geim sagte in einem Interview beispielsweise, man könne Kunststoff mit einer Graphenschicht verstärken und elektrisch leitend machen. Zudem sei es aufgrund seiner Transparenz für die Herstellung von Bildschirmen und Touchscreens geeignet, von denen man nicht mehr fürchten müsste, dass sie bei einem Sturz zerbrechen.

Denkbar wäre es auch, eine Graphenschicht auf Fensterscheiben aufzubringen, um damit deren Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit vom Lichteinfall zu regulieren. Weil der hauchdünne Stoff zudem flexibel ist, könnte man damit Bildschirme für biegsame Smartphones oder sogenannte Wearables - am Körper tragbare Elektronik - herstellen.

Große Hoffnungen setzt auch die Halbleiterindustrie in das neue Material. Während die weitere Miniaturisierung elektronischer Schaltkreise aus Silizium immer schwieriger wird, verspricht Graphen aufgrund seiner Eigenschaften Möglichkeiten, Mikrochips schneller und gleichzeitig kleiner und leichter zu machen. Wissenschaftler halten damit Prozessorgeschwindigkeiten von bis zu 1000 Gigahertz für möglich, mit Silizium ist bei rund fünf Gigahertz Schluss.

Eine Milliarde Euro von der EU

Da wundert es nicht, mit welchem Elan und Aufwand die Graphenforschung betrieben wird. Allein die EU finanziert die Forschungsinitiative The Graphene Flagship mit einer Milliarde Euro. Gegenüber "CNN" sagte Andre Geim, man könnte Graphen wohl als das sich am schnellsten entwickelnde Material in der Geschichte der Menschheit bezeichnen.

Normalerweise würde es rund 40 Jahre dauern, bis ein neuer Werkstoff soweit erforscht ist, dass er in alltäglichen Produkten genutzt wird. Bei Graphen hätte es dagegen nur zehn Jahre gedauert, bis es das Material von seinem Labor in erste Pilot-Produkte geschafft hat. "Wir können davon ausgehen, dass man bald überall Graphen sehen wird", sagt der Wissenschaftler.

"Einer der wichtigsten Durchbrüche"

Den ersten Schritt in diese Richtung haben nun die koreanischen Forscher gemacht. Mit der von ihnen entwickelten Technik ist es erstmals möglich, die großen Graphen-Einkristalle herzustellen, die man für einen kommerziellen Einsatz braucht. Bisher hatte man sich damit begnügen müssen, größere Strukturen aus mehreren kleinen Kristallen zusammenzusetzen, was die herausragenden Eigenschaften des Stoffes deutlich einschränkte. Die Koreaner bezeichnen ihren Erfolg als "einen der wichtigsten Durchbrüche in der Geschichte der Graphen-Forschung".

Dass der neue Stoff in Zukunft eine prominente Rolle bei der Entwicklung elektronischer Geräte spielen wird, steht außer Frage. Einige Beispiele möglicher Anwendungen haben wir in einer Bilderstrecke gesammelt. Doch wann es tatsächlich so weit sein wird, dass man die ersten biegsamen und trotzdem extrem robusten Geräte kaufen kann, ist noch vollkommen unklar. Sicher ist aber, dass der erste, der damit werben kann, die Wundersubstanz zu verwenden, der Konkurrenz ein paar Schritte voraus sein wird.



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insgesamt 73 Beiträge
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Seite 1
so-oder-so 06.04.2014
1.
Zitat von sysopGraphene Flagship ConsortiumAuf diesem Material ruht die Hoffnung der Technikbranche: Graphen könnte Computer schneller, Handys flexibler und Touchscreens dünner machen. Wissenschaftler haben nun einen Weg gefunden, den hauchdünnen Stoff industriell herzustellen. http://www.spiegel.de/netzwelt/gadgets/samsung-samsung-forscher-erzielen-durchbruch-bei-graphen-forschung-a-962787.html
Da werden am SAIT wohl wieder Hiwis gesucht um Tesalagen auseinander zu ziehen ;-)
spon-1281336460415 06.04.2014
2. optional
Bei Apple sind jetzt bestimmt alle Patentanwaelte in Hochalarm versetzt worden. Das muss sich doch was im Apple Patentfundus was finden lassen, mit dem man Samsung um ein paar Milliarden verklagen kann.
Layer_8 06.04.2014
3. Nun...
Zitat von sysopGraphene Flagship ConsortiumAuf diesem Material ruht die Hoffnung der Technikbranche: Graphen könnte Computer schneller, Handys flexibler und Touchscreens dünner machen. Wissenschaftler haben nun einen Weg gefunden, den hauchdünnen Stoff industriell herzustellen. http://www.spiegel.de/netzwelt/gadgets/samsung-samsung-forscher-erzielen-durchbruch-bei-graphen-forschung-a-962787.html
...das mit dem Graphen war ja spätestens seit dem Nobelpreis absehbar, dass das dann ganz schnell geht. Analog zu den Terabyte Festplatten vorher (GMR-Effekt). Nur das Titelbild hier, das scheint dann doch noch kein reines Graphen zu sein. Für solche "konventionellen" Lichtreflexionen bedarf es doch mehrerer Atomschichten.
noalk 06.04.2014
4. Aussprache
Weil's mir in den Ohren wehtut, wenn ich das Wort falsch ausgesprochen höre: Die Betonung liegt auf der 2. Silbe, auf dem "e" (gesprochen "grafeeeeen").
Blindleistungsträger 06.04.2014
5. Oink
Biegsam, dünn, fest, transparent und sehr leitfähig. Das klingt nach einer eierlegenden Wollmilchsau. Ich frage mich, wie leitfähig es ist und ob in Zukunft vielleicht mit einer neuen Generation von Überlandleitungen zu rechnen ist. Falls ja, dann sollte man dies vielleicht schon heute beim Netzausbau mitbedenken.
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