Graphen

Autor: Leandro Alegsa

03-11-2020

Graphen ist eine der Formen von Kohlenstoff. Wie Diamanten und Graphit haben die Formen (oder "Allotrope") des Kohlenstoffs unterschiedliche Kristallstrukturen, was ihnen unterschiedliche Eigenschaften verleiht. Graphen ist die 2D-Grundform (zweidimensional) einer Reihe von 3D-Allotropen wie Graphit, Holzkohle, Fulleren und Kohlenstoff-Nanoröhren.

Der Begriff Graphen wurde als Kombination aus Graphit und dem Suffix "-ene" von Hanns-Peter Boehm geprägt, der 1962 einschichtige Kohlenstofffolien beschrieb. Graphen ist wie eine Waben- oder "Hühnerdraht"-Struktur, die aus Kohlenstoffatomen und deren Bindungen besteht. Graphit besteht aus vielen Graphenplatten, die aufeinander gestapelt sind.

Drei Millionen zu Graphit gestapelte Graphenplatten wären nur einen Millimeter dick.

Der Nobelpreis für Physik 2010 wurde an Sir Andre Geim und Sir Konstantin Novoselov "für bahnbrechende Experimente zum zweidimensionalen Material Graphen" verliehen.

Graphen-Superkondensatoren gehören zu den möglichen Anwendungen.

Graphen ist ein Wabengitter auf atomarer Ebene, das aus Kohlenstoffatomen besteht.

Graphenoxid

Ein internationales Team der Universität Manchester stellte eine Membran aus Graphenoxid her. Sie zeigten, dass sie viele Gase und Flüssigkeiten blockiert, aber Wasser durchlässt. sagte Sir Andre Geim: "Heliumgas ist schwer zu stoppen. Es entweicht langsam selbst durch ein millimeterdickes Fensterglas, aber unsere ultradünnen Filme blockieren es vollständig. Gleichzeitig verdunstet Wasser ungehindert durch sie hindurch. Materialien können sich nicht merkwürdiger verhalten".

Neueste Idee

Membranen aus Graphen werden sich als Kugelstopper sehr gut eignen. Untersuchungen zeigen, dass eine atomdicke Schicht einen Treffer besser absorbiert als Stahl. Das Forschungsteam schlägt vor, dass die Kombination von Graphen mit einem oder mehreren zusätzlichen Materialien zu einem Verbundwerkstoff der Weg in die Zukunft sein könnte.

Graphen-Patente

Die Erfindung von Graphen hat zu vielen Patenten für seine praktische Anwendung geführt. Im Jahr 2013 war der Punktestand:

Chinesische Entitäten: 2.204
US-Einheiten: 1,754
Südkoreanische Entitäten: 1,160
Entitäten des Vereinigten Königreichs: 54

Der südkoreanische Elektronikgigant Samsung sticht als das Unternehmen mit den meisten Graphen-Patenten in seinem Namen hervor.

Fragen und Antworten

F: Was ist Graphen?

A: Graphen ist eine der Formen von Kohlenstoff mit einer zweidimensionalen Waben- oder "Hühnerdraht"-Struktur, die aus Kohlenstoffatomen und deren Bindungen besteht.

F: Wie ist Graphen mit Graphit verwandt?

A: Graphit besteht aus vielen aufeinander gestapelten Graphenblättern - drei Millionen Graphenblätter, die zu Graphit gestapelt werden, wären nur einen Millimeter dick.

F: Wer hat den Begriff 'Graphen' geprägt?

A: Der Begriff "Graphen" wurde 1962 von Hanns-Peter Boehm als Kombination aus Graphit und dem Suffix "-ene" geprägt.

F: Wofür haben Sir Andre Geim und Sir Konstantin Novoselov den Nobelpreis für Physik 2010 erhalten?

A: Sir Andre Geim und Sir Konstantin Novoselov erhielten den Nobelpreis für Physik 2010 "für bahnbrechende Experimente mit dem zweidimensionalen Material Graphen".

F: Was sind einige mögliche Anwendungen von Graphen?

A: Zu den möglichen Anwendungen von Graphen gehören Superkondensatoren.

F: Welche anderen Formen oder Allotrope von Kohlenstoff gibt es außer Graphen?

A: Andere Formen oder Allotrope des Kohlenstoffs neben Graphen sind Diamanten, Graphit, Holzkohle, Fulleren und Kohlenstoff-Nanoröhren.