Wunderwaffe Nanoröhrchen: Revolution für betagte Technik?

Ein Kohlenstoff-Nanoröhrchen besteht im Wesentlichen aus einer Schicht von Kohlenstoffatomen, die in Sechsecken angeordnet sind und sich so zu einer Röhre formen. Nanoröhrchen kommen in zwei grundlegenden Varianten vor: als einwandige Nanoröhrchen, die aus einer einzigen Windung von Kohlenstoff-Hexagonen bestehen, und als mehrwandige Version, bei der ein einzelnes Röhrchen von einem größeren umgeben ist, welches sich wiederum in anderen Röhrchen befindet.

Der Schwerpunkt der derzeitigen Forschung liegt auf einwandigen Nanoröhrchen.

Die Eigenschaften dieser Röhrchen sind aus zwei Gründen von Bedeutung: entscheidend ist ihre Größe, die es ihnen erlaubt, als eindimensionale Objekte zu fungieren, und die innere Struktur des Kohlenstoffs.

Von einem rein euklidschen Standpunkt aus betrachtet, existieren alle physischen Objekte auf diesem Planeten im dreidimensionalen Raum, der durch X- (horizontal), Y- (vertikal) und Z- (Höhe) Koordinaten beschrieben werden kann.

Wissenschaftler erklären aber, dass Dimensionen irrelevant werden können. Ein Film-Negativ z.B. ist eher ein zweidimensionales Objekt. Negative haben rein physikalisch natürlich eine gewisse Höhe, angegeben durch die Z-Koordinate, aber diese spielt im technischen Prozess keine Rolle.

Da eindimensionale Nanoröhrchen weder über Höhe noch über Breite verfügen, können sich Elektronen ballistisch auf ihnen bewegen – das heißt, wenn es keine Hindernisse oder Materialunreinheiten gibt, findet keine Streuung statt und es gehen keine Elektronen verloren.

„Durch einen ballistischen Leiter kann sich die Ladung vollkommen ungehindert bewegen“, sagt Joerg Appenzeller, der bei IBM Research an Nanoröhrchen aus Kohlenstoff forscht. „Die elektronischen Eigenschaften sind hervorragend.“