• vom 02.05.2014, 16:46 Uhr

Technologie


Materialwissenschaft

Zweidimensionale Träume




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Von Eva Stanzl

  • Tech Forum zu Materialien: Experten zweifeln an der Anwendbarkeit des "Wunderstoffes" Graphen und sehen Umweltprobleme.

Graphen, eine ultradünne Schicht (hier im Bild deren vier) aus Kohlenstoffatomen, könnte der Umwelt schaden .

Graphen, eine ultradünne Schicht (hier im Bild deren vier) aus Kohlenstoffatomen, könnte der Umwelt schaden .© corbis/laguna design Graphen, eine ultradünne Schicht (hier im Bild deren vier) aus Kohlenstoffatomen, könnte der Umwelt schaden .© corbis/laguna design

Riverside/Wien. Graphen, eine ultradünne Schicht aus Kohlenstoffatomen, die zu einem Bienenwabenmuster verbunden sind, bietet aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit, Elastizität und Festigkeit weitreichende Anwendungsperspektiven. Vom dünnsten Regenmantel über den schnellsten Chip bis zur künstlichen Haut: Das Kohlenstoffblatt gilt als "Wundermaterial". Allerdings könnte die zweidimensionale Schicht, deren Erfinder 2010 den Physik-Nobelpreis erhielten, eine Gefahr für die Umwelt darstellen, berichten US-Forscher nun im Fachjournal "Environmental Engineering Science".


Die Wissenschafter um Jacob D. Lanphere vom Bourns College of Engineering der University of California in Riverside haben untersucht, wie stabil Graphen und das daraus abgeleitete Graphenoxid in Gewässern bleiben. Eine besondere Eigenschaft von Graphenoxid ist seine Wasserlöslichkeit. Der Vorzug könnte aber der Umwelt schaden, wenn die winzigen Partikel sich auflösen.

Nanopartikel im Grundwasser
"Die Situation ist jener vor etwa 30 Jahren sehr ähnlich, als wir noch keine Erfahrung hatten, was Reste von Medikamenten und Chemikalien in Flüssen auslösen", erklärt Lanphere: "Wir wissen sehr wenig darüber, was passiert, wenn technisch hergestellte Nanomaterialien in das Ökosystem gelangen."

Bisher konnten die Forscher zeigen, dass Graphenoxid-Partikel im Grundwasser, welches härter ist und weniger organischen Kohlenstoff enthält als andere Gewässer, an Stabilität verlieren und in den Untergrund sickern. In weicheren Oberflächengewässern mit mehr organischem Kohlenstoff bleiben die Nanopartikel stabiler, bewegen sich aber schneller und über größere Distanzen. Abfälle aus einer Elektronik-Produktion in Wien wären also im Handumdrehen im Schwarzen Meer. Ob sie die Fische dort krankmachen würden, weiß niemand. Weitere Studien sollen dies klären und erörtern, wie mit dem Material am besten umzugehen ist.

Eine andere Frage ist, wie oft und wie breit das zweidimensionale "Wundermaterial" tatsächlich zum Einsatz kommen wird. "Es gibt viele Visionen, die relativ wenig mit reellen Produkten zu tun haben", sagt Ivica Kolaric, Leiter der Abteilung für Funktionale Materialien des Fraunhofer Instituts Stuttgart. Der Physiker wird beim Tech Forum der Wirtschaftskammer Österreich am Montag über Graphen referieren. Kolaric ist der Ansicht, das Kohlenstoffblatt sei "eine Material-Innovation wie jede andere", die in ihrer reinen, zweidimensionalen Form in erster Linie für die physikalische Grundlagenforschung interessant sei. "Wir können damit Theorien experimentell überprüfen: Wie viel Leitfähigkeit hat ein Material? Wie werden Elektronen transportiert? Das ist das Wesentliche."

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Dokument erstellt am 2014-05-02 16:50:09



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