Starke Nano-Seile Mit dem Fahrstuhl ins Weltall

Ein aus Nanoröhren gesponnenes Seil ist so stark, dass es eines Tages Brücken halten oder Satelliten ins All ziehen könnte. Wissenschaftler prophezeien Nano-Tauen eine große Zukunft, denn sie lassen sich günstig produzieren.


Hängebrücke: Bald gehalten von Nano-Seilen?
REUTERS

Hängebrücke: Bald gehalten von Nano-Seilen?

Sie sind 5000 mal dünner als ein menschliches Haar, doch wenn sie erst einmal zu einem Faden gesponnen sind, dann entwickeln sie eine enorme Stärke. Nanoröhren bestehen aus einem einschichtigen, zusammengerollten Kohlenstoffnetz. Forscher begeistern sich schon seit längerem für ihre mechanischen Eigenschaften: Nanotubes sind zehnmal zugfester als Stahl und beinahe doppelt so stabil wie Diamant - der bislang härteste bekannte Stoff.

Einem Wissenschaftlerteam um Alan Windle von der University of Cambridge ist es nun gelungen, aus den winzig kleinen Wunderröhren einen längeren Faden zu spinnen. Unmittelbar am Ausgang eines Ofens, aus dem die Röhren herauskamen verdrillten die Forscher die frisch gebackenen Nanotubes zu einem Seil.

Der so entstandene Strang sei zwar sehr dünn, habe aber das Potenzial, sehr zugfest zu sein, berichtet das Team um Windle im Wissenschaftsmagazin "Science". Wenn das Produktionsverfahren noch weiter optimiert würde, dann könnten die Seile schon bald in der Praxis eingesetzt werden. Die Wissenschaftler denken etwa an eine Weltraumplattform, die per Nano-Seilen mit der Erdoberfläche verbunden ist. An einem solchen Seil könnte ein Weltraumfahrstuhl Satelliten ins All befördern - der teure Raketenstart entfiele.

Genauso gut können sich die Wissenschaftler vorstellen, dass ihr ultrastarkes Kabel eines Tages in Hängebrücken zum Einsatz kommt, etwa bei einer möglichen Verbindung von Spanien und Marokko über die Meerenge von Gibraltar.

Cambridge-Forscher: Hochfeste Seile aus dem Ofen
University of Cambridge/ Department of Materials Science  

Cambridge-Forscher: Hochfeste Seile aus dem Ofen

Die Nanoseile können in beliebiger Länge hergestellt werden - ein großer Fortschritt gegenüber bisherigen Verfahren, bei denen maximal 20 Zentimeter lange Stücke entstehen. Die Produktion ist relativ billig und kommt ohne umweltschädliche Lösungsmittel aus. Der Kohlenstoff für die Karbonröhren wird aus Alkohol gewonnen. Dem Alkohol werden zwei Katalysatoren beigemischt und die Flüssigkeit wird dann im Ofen in den Strahl eines Gasbrenners gesprüht. Dabei bilden sich die Karbonröhren ähnlich ungeordnet wie die Fäden bei Zuckerwatte.

Das Verfahren muss allerdings noch deutlich verbessert werden, um die gewünschte Zugfestigkeit zu erhalten. Wenn die Festigkeit um den Faktor zehn gesteigert werde, so Windle, dann wäre das Nano-Seil konkurrenzfähig. Er sieht genug Möglichkeiten, dies zu erreichen, etwa durch eine bessere Aufreihung der Röhrchen.



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