"Wundermaterial" Graphen bekommt Rivalen
Dramatische Verbesserung der Rissfestigkeit öffnet die Tür für neue Hightech-Bauelemente
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Härtetest für ein extrem dünnes Material, das wie Graphen ist (Foto: Gustavo Raskoksy, rice.edu) |
Singapur/Houston/Cambridge (pte002/20.02.2025/06:05)
Das Kohlenstoffmaterial Graphen bekommt Konkurrenz in der eigenen Verwandtschaft. Ein Team um Barbaros Özyilmaz von der National University of Singapore (NUS) hat ein Material synthetisiert, das wie Graphen aus Kohlenstoffatomen besteht, die eine einzige Lage bilden. Während diese bei Graphen ein regelmäßiges Kristallgitter bilden, hat das NUS-Material kristalline und amorphe, also ungeordnete Bereiche. Das hat den großen Vorteil, dass Risse sich nicht ausbreiten können. Sie werden an den Grenzen gestoppt.
Einzigartige Konstruktion
"Diese einzigartige Konstruktion verhindert, dass sich Risse leicht ausbreiten, sodass das Material mehr Energie absorbieren kann, bevor es bricht", so Bongki Shin, Materialwissenschaftler der Rice University. Gemeinsam mit seinem Doktorvater Jun Lou und Markus Buehler, Professor für Materialwissenschaften am Massachusetts Institute of Technology (MIT), hat er die Graphen-Konkurrenz auf ihre Zähigkeit getestet.
Die Rice-Forscher haben das Verhalten des neuen zweidimensionalen Materials aus Kohlenstoff unter dem Elektronenmikroskop beobachtet, während sie es gewaltsam auseinanderzogen. Dabei konnten sie direkt beobachten, wie die Rissbildung an den Strukturgrenzen endete. Der MIT-Gruppe gelang es, mit einer neuen Technik das Verhalten des Materials auf atomarer Ebene sichtbar zu machen.
Für Elektronik und Speicher
"Das ist ein neuer Ansatz zur Herstellung von 2D-Materialien, die härter sind als die bisher synthetisierten kristallinen", glauben die Forscher. Dies könne die Tür für schnellere und effizientere Elektronik, Energiespeichern mit hoher Kapazität, fortschrittlichen Sensoren und tragbaren Geräten einer neuen Generation öffnen. Bisher gibt es dabei Einschränkungen aufgrund der Sprödigkeit vieler dieser Materialien.
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