Carbyne: Forscher berechnen Eigenschaften eines neuen Kohlenstoff-Wundermaterials
Carbyne soll stärker und fester als Graphen und Diamant sein. Noch lässt sich der Stoff aber nur schwer herstellen.
Wissenschaftler haben die potenziellen Eigenschaften des Kohlenstoffmaterials Carbyne ausgerechnet, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Das "Wundermaterial" besteht aus einer Kette von Kohlenstoffatomen, die entweder aus alternierenden Dreifach- und Einfachbindungen oder fortgesetzten Doppelbindungen aufgebaut ist. Carbyne ist bislang noch ein echtes Mysterium. Astronomen glauben, seine Signatur im interstellaren Raum entdeckt zu haben, doch auf der Erde versuchen sich Chemiker schon seit Jahrzehnten an der künstlichen Herstellung des Materials. Vor wenigen Jahren wurde eine erste Carbyne-Kette mit 44 Atomen in einer Lösung gebildet.
Bislang dachte man, dass Carbyne extrem instabil sein müsste: Es reicht, zwei Stränge miteinander in Kontakt zu bringen, um eine explosive Reaktion auszulösen. Nichtsdestotrotz sind Nanoforscher vom Potenzial des Materials fasziniert. Liu und Team gelang es nun erstmals, zu errechnen, wie fest und stark Carbyne tatsächlich ist.
So soll es zweimal so fest sein wie die aktuell festesten bekannten Materialien. Kohlenstoffnanoröhrchen und Graphen erreichen hier 4,5 × 108 Newtonmeter/kg, während Carbyne 109 Nm/kg erzielen soll. Bei der Stärke sieht es ähnlich beeindruckend aus. Liu und Co. berechneten, dass es ungefähr zehn nanoNewtons zum Brechen eines einzelnen Carbyne-Stranges braucht. "Diese Kraft lässt sich auf eine spezifische Stärke von 6,0 bis 7,5 × 107 Newtonmeter/kg umrechnen, was Graphen (4,7 bis 5.5 [{x]107 Newtonmeter/kg), Kohlenstoffnanoröhrchen (4,3 bis 5,0 × 107 Newtonmeter/kg) und Diamant (2,5 bis 6,5 × 107 Newtonmeter/kg) übertrifft." Noch lässt sich Carbyne nur schwer herstellen. Auch an der Stabilität muss noch geforscht werden.
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(bsc)
