Winzige Schichten Atomdünnes Material entdeckt

Es klingt wie Science-Fiction: Wissenschaftler haben Materialschichten erzeugt, die so dünn sind wie ein Atom. Die Entdeckung könnte die Entwicklung von Computerchips revolutionieren, aber auch eine Reihe anderer Innovationen ermöglichen.


Hauchdünne Schicht: Das Material Graphene ist gerade mal so dick wie ein Atom
Andre Geim

Hauchdünne Schicht: Das Material Graphene ist gerade mal so dick wie ein Atom

Schon im vergangenen Jahr hatten britische und russische Forscher das Verfahren zur Herstellung atomdünner Materialien an einem Graphit-Kristall erfolgreich getestet. Nun wiesen sie gleich eine ganze Material-Familie nach: Die Stoffe sind nicht nur hauchdünn - sie sind auch äußerst vielseitig. Je nach Herstellung sind sie extrem stabil, stark isolierend oder leitfähig.

Die Materialien wurden mit einer speziellen Technik, der mikromechanischen Spaltung erzeugt, schreibt das Team um Andre Geim von der University of Manchester im Fachblatt "Proceedings of the National Academy of Sciences". Dabei schälten die Forscher einzelne atomdünne Schichten von Kristallen ab. Abhängig vom Kristall können die Schichten als Metalle, Halbleiter, Dämmstoffe oder Magneten funktionieren. Bisher wurde angenommen, dass solche dünnen Materialien grundsätzlich nicht existieren können. Geim und seine Kollegen haben nun bewiesen, dass die Herstellung nicht nur möglich, sondern auch verhältnismäßig einfach ist.

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Atomdünn: Die Materialien unter dem Mikroskop

Anwendungen in der Raumfahrttechnik oder in der Computerentwicklung liegen nahe. Denn im Bemühen um immer schnellere und leistungsfähigere Computerchips versuchen Ingenieure, möglichst kleine Transistoren zu entwickeln. Die kontaktlosen Schalter sind das Herzstück der Chips. Im besten Fall würden Transistoren theoretisch nur noch aus einem Molekül bestehen. Die atomdicken Materialien machten dieses Ziel nun greifbar, behaupten die Wissenschaftler.

"Das ist nicht nur eleganter Schnickschnack", erklärte Geim. Er sieht Anwendungsmöglichkeiten auch in der Bekleidungsindustrie. Denn die neue Klasse von Materialien biete eine große Auswahl: Die mannigfaltigen Eigenschaften ermöglichten es, ganz gezielt auszusuchen, was für einen bestimmten Verwendungszweck benötigt wird - ob für die intelligente Jacke oder Raumsonden-Beschichtung.

Demnächst wollen die Wissenschaftler klären, wie die atomdünnen Materialien industriell hergestellt und wo sie zuerst eingesetzt werden können. Geim warnt jedoch vor allzu viel Euphorie: "Einige Anwendungen sind sicher noch Jahrzehnte entfernt."



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