Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Praktikum am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung
in Stuttgart vom 30. September bis zum 11. Oktober 2002
Von Wojciech Dominiak
Nach einem kurzen Rundgang durch das Institut und einem Einblick in die Tätigkeiten des MPI Stuttgart von Frau Dr. Asen-Palmer wurde ich zu der Gruppe von Herrn Dr. Roth eingewiesen, die zu der Abteilung des Nobelpreisträgers Herrn Prof. Dr. von Klitzing gehört.
Die Gruppe forscht an den verschiedenen Eigenschaften von so genannten Nano-Röhrchen, auch Nano-Tubes genannt. Nano-Tubes sind winzig kleine Röhrchen von 1 nm bis einigen 100 nm Durchmesser, was einer Größe entspricht die etwa 10.000 mal kleiner ist als ein menschliches Haar.
Struktur eines Multi-Wall Nano-Tubes
Am häufigsten werden Nano-Tubes aus Graphit gefertigt, und sie bestehen somit aus reinem Kohlenstoff. Diese nennt man dann auch Carbon-Nano-Tubes. Um sie herzustellen, kann man sich mehrerer Methoden bedienen. Ich möchte hier aber nur eine kurz beschreiben:
Man benötigt zuerst einen Block oder auch Würfel aus Graphit. Diesen bestrahlt man mit einem Laser und erhitzt ihn somit auf ca. 3.000°C, sodass er zu verdampfen beginnt. Den Dampf kühlt man anschließend mit einem Kühlfinger ab. Durch diesen Abkühlprozess bilden sich automatisch die gewünschten Nano-Tubes, die sich dann auf dem Kühlfinger anlagern. Anschließend werden die Nano-Tubes in einer Seifenlösung gelöst und zu Buckypapers gemacht. Buckypapers sind mehrere ineinander verhakte Nano-Tubes, die entstehen, wenn man die Seifenlösung von den Nano-Tubes mit Hilfe eines sehr feinen Filters trennt. Diese können nun z. B. auf Reißfestigkeit oder elektrische Leitfähigkeit usw. getestet werden.
Die Nano-Tubes verfügen in verschiedenen Bereichen über ein besonders hohes Potential. Sie haben eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit und können als Wasserstoffspeicher benutzt werden, was aber noch nicht ganz sicher ist. Außerdem könnte man sie als künstliche Muskeln verwenden, da sie sich bei elektrischen Spannungsveränderungen zusammenziehen bzw. dehnen.
Abbildung mehrerer Nano-Tubes unter einem Mikroskop
Ich hatte neben den Nano-Tubes auch noch die Gelegenheit zu lernen, was der Quanten-Hall-Effekt ist, wie ein Teilchenbeschleuniger funktioniert, was SETs (Single-Electron-Transistors) sind und wie sie hergestellt werden usw. Aber darüber wird Garlich Fischbeck, der auch an diesem Praktikum teilgenommen hat, näher berichten.
Ich möchte an dieser Stelle meinen Dank an meine Betreuer und die Organisatoren dieses Praktikums aussprechen, denn das Praktikum hat mich im Hinblick auf meine Studien- und Berufswahl ein ganzes Stück weitergebracht.