Nanoröhrchen werden bei Hitze extrem dehnbar

Von Rainer Scharf

Nanoröhrchen aus Kohlenstoff lassen sich auf fast das Vierfache ihrer ursprünglichen Länge dehnen, wenn man sie zuvor auf über 2000 Grad Celsius erhitzt hat. Diese überraschende Beobachtung haben Forscher vom Boston College in Massachusetts gemacht, als sie einwandige Nanoröhrchen elektrisch aufheizten und dann an den Röhrenenden zogen, die in einer speziellen Vorrichtung eingeklemmt waren ("Nature", Bd. 439, S. 281). Unter dem Elektronenmikroskop sahen Jianyu Huang und seine Kollegen, wie sich eine 24 Nanometer lange Röhre auf 91 Nanometer Länge dehnen ließ, bevor sie zerriß. Dabei verringerte sich ihr Durchmesser von zwölf auf 0,8 Nanometer. Bei Raumtemperatur hingegen zerrissen die Nanoröhren schon, wenn sie nur um fünfzehn Prozent gedehnt wurden. Für das elastische Verhalten der Röhren, deren Atome in einem aufgerollten Bienenwabenmuster angeordnet sind, machen die Forscher Störungen in der molekularen Struktur verantwortlich. Mit zunehmender Dehnung entstehen immer mehr Störstellen, die sich umherbewegen können und dabei die auftretenden Kräfte gleichmäßig in der Röhre verteilen. Außerdem verringern die Störstellen die elektrische Leitfähigkeit, so daß aus den anfänglich metallischen und elektrisch leitenden Nanoröhrchen Nichtleiter werden. Nach Ansicht der Forscher könnte man mit den superelastischen Nanoröhren spröde Keramiken und andere Verbundstoffe verstärken, die bei hohen Temperaturen verwendet werden.

Text: F.A.Z., 25.01.2006, Nr. 21 / Seite N2