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pte20200120021 Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Laserschocks erzeugen Graphen und Nanotubes

Wissenschaftliche Methode von Forschern der LLNL arbeitet mit flüssigem Kohlenmonoxid


Schockwellen komprimieren das Kohlenmonoxid in Windeseile (Grafik: llnl.gov)
Schockwellen komprimieren das Kohlenmonoxid in Windeseile (Grafik: llnl.gov)

Livermore (pte021/20.01.2020/13:30) - Forscher am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) http://llnl.gov haben eine neue Methode zur Herstellung von Graphen und Nanotubes vorgestellt. Sie setzten dabei organisches Material schweren Schockwellen aus. Gleichzeitig gelang ihnen ein tiefer Einblick in die physikochemischen Zusammenhänge, unter denen Nanocarbone entstehen - laut den Experten ein großer Schritt hin zur Massenherstellung dieses Basismaterials.

Ultrastarke Kompression geglückt

Als organisches Material haben die Forscher flüssiges Kohlenmonoxid genutzt. Die Schockwellen, deren Dauer im Nanosekundenbereich lag, erzeugte ein Laser. Die Folge war eine ultrastarke Kompression der organischen Flüssigkeit. Das Verfahren hatten LLNL-Wissenschaftler schon bei anderen Ausgangsmaterialien eingesetzt. Doch der Umgang mit extrem kaltem Kohlenmonoxid sei eine besondere Herausforderung gewesen.

"Unser experimenteller Aufbau ermöglichte es uns, die Entstehung der Nanocarbone zu beobachten und sie zu gewinnen", sagt Leiter Mike Armstrong. Die Partikel wurden noch per Transmissions-Elektronen-Mikroskopie und der Raman-Spektroskopie analysiert. Dabei stellte sich heraus, dass die gewonnenen Partikel denen glichen, die auf andere Weise hergestellt wurden, etwa durch eine Kompression, die von einer Explosion ausgelöst wurde.

Experiment und Computersimulation

Die Forscher zeigten sich ob der extrem kurzen Zeit verblüfft, in der sich die Partikel bildeten. Reaktionen bei hohem Druck seien komplex, so Physiker Sorin Bastea. Durch die Kombination von Experimenten und Computersimulationen, für die Rebecca Lindsey zuständig war, habe das Team die fundamentalen Prozesse, die zur Bildung der Nanoteilchen führten, besser verstanden. Das ermögliche Produktionsverfahren unter extremen äußeren Umständen.

(Ende)
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