Graphen: Das nächste Wundermaterial

Graphen wird oft als das "nächste Wundermaterial" bezeichnet. Sein Potenzial ist so großartig, dass seine Pioniere 2010 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden. Die Jahre des Siliziums könnten nun gezählt sein, denn Graphen könnte die Zukunft der Elektronik radikal verändern. Stellen Sie sich einen Kochtopf vor, der die Anwesenheit von E. coli-Bakterien nachweisen kann, oder ein Mobiltelefon, das so flexibel und dünn wie ein Blatt Papier ist. All diese Anwendungen könnten Realität werden, wenn das als Graphen bekannte Wundermaterial seinem Namen gerecht wird.

Graphen ist ein zweidimensionaler Kristall, der nur ein Atom dick ist. Die Kohlenstoffe werden in einer sechseckigen Wabe mit perfekter Verteilung gebildet - nur 0,3 Nanometer dick, mit nur 0,1 Nanometer zwischen jedem Atom. Es leitet Strom besser als Kupfer, ist das dünnste bekannte Material, flexibler als Gummi, stärker als Stahl und sogar als Diamanten!

Viele der vorgeschlagenen Anwendungen von Graphen betreffen die Elektronik und Computer. Es könnte für Transistoren verwendet werden, die Hochgeschwindigkeitsstromkreise bilden, und könnte in Mikrochips besser funktionieren als Silizium. Gleichzeitig haben Forschungen in China ergeben, dass die antibakterielle Eigenschaft von Graphen E. Coli-Bakterien wirksam abtötet, was darauf hoffen lässt, dass es auch in Hygieneprodukten eingesetzt werden könnte. Da Graphen zweidimensional ist, könnte es außerdem zum Nachweis eines einzelnen Gasmoleküls verwendet werden - wenn ein Gasmolekül an einem Graphenblatt haftet, ändert sich der elektrische Widerstand. Dies könnte auch als Detektor für Mikroben verwendet werden.

Allerdings gibt es einige Probleme im Zusammenhang mit Graphen, die seine Kommerzialisierung verhindern. Gegenwärtig gibt es keine präzise allgemeine Synthesemethode für die Massenproduktion von Graphen. Solange dieses Problem nicht gelöst ist, wird Graphen nicht auf dem Massenmarkt erhältlich sein. Auch bei den elektrischen Eigenschaften von Graphen gibt es Unklarheiten, so dass hier noch weitere Forschungsarbeiten erforderlich sind, um dies zu klären. Wenn die oben genannten Probleme jedoch überwunden werden können, wird Graphen in den kommenden Jahrzehnten die Elektronik, das Bauwesen und die Medizin revolutionieren.