Frankfurter Allgemeine Zeitung, 04.07.2001

Supraleitende Nanoröhrchen

Extrem dünne Kohlenstoffzylinder / Hohe Sprungtemperatur

Nanoröhrchen aus Kohlenstoff besitzen ungewöhnliche elektrische Eigenschaften. Das Verhalten wird maßgeblich durch die Architektur der kleinen Röhrchen bestimmt. Wissenschaftler von der Universität Hongkong haben nun dem vielseitigen Erscheinungsbild der Nanoröhrchen eine weitere Facette hinzugefügt. Sie beobachteten, daß sehr dünne Nanoröhrchen supraleitend werden, wenn man sie stark kühlt. Bei einer Temperatur unterhalb von 15 Kelvin setzen die kleinen Kohlenstoffzylinder dem elektrischen Strom keinerlei Widerstand mehr entgegen ("Science", Bd. 292, S. 2462).

Die chinesischen Forscher haben für ihre Experimente einwandige Nanoröhrchen mit einem Durchmesser von nur vier Ångström (0,4 Nanometer) erzeugt. Dazu verwendeten sie ein Silikat, das von regelmäßig angeordneten Poren der gleichen Dimension durchzogen waren. In die Kanäle dieser sogenannten Zeolithe brachten sie Tripropylamin ein, das anschließend thermisch zersetzt wurde. Dabei entstanden die hauchfeinen einwandigen Kohlenstoffzylinder.

Um die elektrischen Eigenschaften der Röhrchen untersuchen zu können, betteten die Forscher die mit Nanoröhrchen gefüllte Zeolithe in Glas ein und zerschnitten die Proben quer zur Röhrchenachse in dünne Scheiben. Dann wurde ein Teil des Zeoliths mit Salzsäure weggeätzt, so daß die Nanoröhrchen ein Stück herausragten und mit Platinelektroden kontaktiert werden konnten. Als man die Probe stark kühlte, floß der Strom wie bei herkömmlichen Supraleitern widerstandslos durch die Nanoröhren.

Die Beobachtungen der Wissenschaftler decken sich mit früheren Voraussagen, wonach Supraleitung in einzelnen Röhrchen aus Kohlenstoff möglich ist. Die sogenannte Sprungtemperatur, unterhalb deren dieses außergewöhnliche Verhalten auftritt, sollte nach den Berechnungen mit abnehmendem Zylinderdurchmesser ansteigen. Bei den nun synthetisierten, lediglich vier Ångström dicken Röhrchen beträgt die Sprungtemperatur bereits 15 Kelvin. Die kürzlich erstmals in Bündeln von Nanoröhrchen gemessene Supraleitung tritt dagegen nur bei extrem tiefen Temperaturen auf ("Physical Review Letters", Bd. 86, S. 2416).

ubi

  Zurück