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Graphene

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Flexible Touchscreens: Graphen-Elektronik wird greifbar. Dank eines neuen Verfahrens rückt die Zukunftsvision des zusammenrollbaren Computers in greifbare Nähe: Koreanischen Forschern ist es jetzt erstmals gelungen, großflächige Blätter aus Graphen kosteneffizient und industrietauglich herzustellen. © Jong-Hyun Ahn, Byung Hee Hong et al. / Nature nanotechnology Das Team um Jong-Hyun Ahn und Byung Hee Hong von der Sungkyunkwan-Universität in Suwon konstruierte sogar umgehend einen funktionierenden Touchscreen aus der selbst hergestellten Graphenfolie. Computerhersteller sehen in dem Material einen Nachfolger für das spröde und vergleichsweise langsame Silizium. Aber praktikable Anwendungen waren, trotz der seit Jahren geschürten Hoffnungen, lange Zeit nicht in Sicht.

Bei Graphen verbinden sich reine Kohlenstoffatome zu einer einzelnen, nur ein Atom dicken Lage miteinander. Nun stellten die Wissenschaftler rechteckige Graphenbögen mit einem Durchmesser von 76 Zentimetern her. Forschen, wie sich Graphen im Kleinen verhält. Die ETH Zürich ist über Klaus Ensslin, Professor für Experimentalphysik, am «Graphene Flagship»-Projekt beteiligt. ETH Life sprach mit ihm über die Vorzüge von Graphen und über seine persönliche Vision des Wundermaterials. Herr Ensslin, die Europäische Kommission hat die Erforschung von Graphen zu einem ihrer zwei Flaggschiffprojekte erkoren. Was macht das Material so speziell, dass ihm ein Forschungsgrossprojekt gewidmet wird?

Graphen ist einzigartig. Es ist ein dünnes Material, eine Art Film, und besteht aus einer einzigen atomaren Schicht Kohlenstoff. Was sind mögliche Anwendungen? Wo liegt Forschungsbedarf? «Leading house» des Flagschiff-Projekts ist die schwedische Hochschule Chalmers. Was wird Ihr Anteil sein am Projekt? Können Sie ein Beispiel geben? Wann wird das Flagschiff-Projekt beginnen? Wie werden Sie das Geld einsetzen, wenn es dann fliesst? Und wann ist mit den ersten Resultaten des Projekts zu rechnen? Zur Person. Hochleistungs-Schaltkreis aus Graphen entwickelt - Technik. Deutsche Physiker haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich aus Graphen und Siliziumkarbid integrierte Schaltkreise herstellen lassen.

Das Resultat ist ein schneller und robuster Transistor mit exzellenten Schalteigenschaften. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse jetzt in der Fachzeitschrift "Nature Communications". Graphen ist eine Graphitschicht mit der Dicke einer einzigen Atomlage. Das Material hat außergewöhnliche Eigenschaften, und Wissenschafter auf der ganzen Welt sehen darin großes Potenzial für die Elektronik. Bereits 2009 haben Erlanger Forscher das Verfahren zur großflächigen Herstellung von Graphen auf einer Siliziumkarbidschicht entwickelt - allerdings ist es bisher nicht gelungen, leistungsfähige Transistoren mit guten Schalteigenschaften aus Graphen zu entwickeln. Genau das haben Heiko Weber vom Lehrstuhl für Angewandte Physik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und seine Mitarbeiter nun geschafft.

Schnell und robust. Graphen-Kunststoff-Verbund: Leicht, fest, bioverträglich und elektrisch leitfähig - Technik. Freiburg - Was Graphen leisten kann, haben deutsche Forscher im Rahmen des Projektes "FUNgraphen" bewiesen. Die einlagigen Kohlenstoff-Riesenmoleküle mit wabenartiger Atomstruktur waren bis vor kurzen nur in aufwendigen Verfahren mit hohen Kosten verfügbar. Nun aber hat eine Wissenschaftergruppe an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Graphen erfolgreich mit Kunststoffmolekülen verbunden.

Die resultierenden Materialien, die die Forscher bereits im Kilogrammmaßstab bereitstellen können, zeichnen sich durch außerordentliche maßgeschneiderte Eigenschaften aus. Die neuen Verfahren ermöglichen es, einzelne Kohlenstoffatomlagen mit wabenartiger Anordnung der Kohlenstoffatome aus natürlichem Graphit abzulösen. Es entstehen Kohlenstoff-Riesenmoleküle, so genannte Makromoleküle. Leicht, fest, strahlungsbeständig, bioverträglich, und elektrisch leitfähig Verstärkter Gummi, der Strom leitet Feuerfester Kunststoff. Graphene supercapacitors are 20 times as powerful, can be made with a DVD burner. A team of international researchers have created graphene supercapacitors using a LightScribe DVD burner.

These capacitors are both highly flexible (pictured below) and have energy and power densities far beyond existing electrochemical capacitors, possibly within reach of conventional lithium-ion and nickel metal hydride batteries. The team, which was led by Richard Kaner of UCLA, started by smearing graphite oxide — a cheap and very easily produced material — films on blank DVDs. These discs are then placed in a LightScribe drive (a consumer-oriented piece of gear that costs less than $50), where a 780nm infrared laser reduces the graphite oxide to pure graphene. The laser-scribed graphene (LSG) is peeled off and placed on a flexible substrate, and then cut into slices to become the electrodes. Two electrodes are sandwiched together with a layer of electrolyte in the middle — and voila, a high-density electrochemical capacitor, or supercapacitor as they’re more popularly known.