Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03279.jsonl.gz/567

Graphen ist härter als Diamant, widerstandsfähiger als Stahl, hauchdünn sowie das leitfähigste und leichteste Material der Welt. Durch diese Eigenschaften bietet es neue Möglichkeiten in vielen Bereichen wie der Technologie.
Im Jahr 2004 konnten die Wissenschaftler Andre Geim und Konstantin Novoselov das «Wundermaterial des 21. Jahrhunderts», wie es in Berichten genannt wird, erstmals im Labor herstellen und nachweisen. Graphen besteht aus Kohlenstoff und unterscheidet sich von anderen Materialien durch seine Struktur. Die Atome sind im Gegensatz zu anderen Materialien nicht dreidimensional angeordnet, sondern erscheinen in einer zweidimensionalen Form. Sie ähneln vom Erscheinungsbild einer Bienenwabe.
Eine Schicht Graphen, wäre stark genug, um einen Fussball zu tragen. Um einen Millimeter Durchmesser zu erhalten, würden 3'000'000 Schichten des Materials benötigt. Um eine Stadt von 400 m² mit Graphen zu überdecken, bräuchte es gerade 250 Kilogramm. Durch seine Eigenschaften wäre Graphen beispielsweise im Häuser- oder Flugzeugbau in der Lage, Holz oder Metall zu ersetzen. Somit wäre es möglich, leichtere Flugzeuge zu bauen. Diese verbrauchten dadurch weniger Kraftstoff.
Zukünftige technologische Möglichkeiten
Die leitenden Fähigkeiten von Graphen könnten in der Technologie vielfältig genutzt werden. Dank seinem kleineren Widerstand leitet Graphen Strom effizienter als alle anderen Metalle. Davon könnte bei Computerprozessoren und anderen Bestandteilen Gebrauch gemacht werden. Die Anforderungen an diese Teile erhöhen sich ständig und erreichen in ihrer Grösse und Leistung in langfristiger Zeit ihr Limit. Durch die Leitfähigkeit und platzsparende Grösse von Graphen ist es ein vielversprechender Ersatz für Materialien, die an ihre physikalischen Grenzen stossen. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Metallen hat Graphen in seiner hohen Wärmeleitfähigkeit. Das Material bleibt unter hoher Last kühl, was zu erhöhter Sicherheit führt.
Gegenwärtige Anwendung
Graphen befindet sich in alltäglichen Produkten. Huawai setzt das Material zur Kühlung von Smartphones ein. Novak Djokovic spielt mit einem Tennisschläger, der mit Graphen verstärkt ist. Dies macht den Schläger leichter und behält die Qualität seiner Schläge bei. Oft finden neue technologische Materialien zuerst den Weg in die Sportartikelbranche, bevor sie in anderen Bereichen Verwendung finden. Einige Skihersteller verbauen zum jetzigen Zeitpunkt Graphen in ihren Produkten.
«Wir brauchen einen langen Atem»
Herstellung von Graphen
Graphen lässt sich theoretisch massentauglich produzieren. Die Verfahren, um dieses Material rentabel produzieren zu können, sind noch nicht ausgereift. Dementsprechend ist der Preis für Graphen hoch und wird von Herstellern selten nachgefragt. Bis neue technologische Materialien den Weg in die Massenproduktion finden, dauert es mehrere Jahre. Thomas Greber, der sich an der Universität Zürich mit 2-D-Materialien beschäftigt, betont «Wir brauchen einen langen Atem». Er zeigt sich aber zuversichtlich. «Die jetzige Phase der Ernüchterung ist typisch für die Einführung neuer Technologien, die ganze Branchen umwälzen.» Graphen befindet sich gemäss Greber auf einem guten Weg.
Textquellen
- NZZ Online, 31.05.2019, Materialforscher im Wunderland: Immer mehr bizarre 2-D-Folien werden entwickelt
- https://www.mobilegeeks.de/artikel/graphen-einsatz/
- https://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/auszeichnung-fuer-graphen-entdecker-mit-klebeband-zum-physik-nobelpreis-a-721370.html
- https://www.n-tv.de/wirtschaft/Wie-man-in-Graphen-investiert-article14734941.html
- https://www.weltderphysik.de/gebiet/materie/graphen/ueberblick-graphen/
- https://www.youtube.com/watch?v=FL92N6ozRI4
- https://www.gq-magazin.de/auto-technik/article/warum-setzt-sich-das-wundermaterial-graphen-eigentlich-nicht-durch