Netzwerk NanoCarbon

Internationales Netzwerk
zur Entwicklung von Nanokohlenstoffprodukten

Nanokohlenstoffe

Kohlenstoff

Der Kohlenstoff kommt in der Natur in prinzipiell drei verschiedenen Modifikationen vor. Im hochkristallinen Diamant ist das Kohlenstoffatom durch die sp3-Hybridisierung tetraedrisch von jeweils 4 anderen Kohlenstoffatomen umgeben. Im sp2-hybridisierten Graphit liegt der Kohlenstoff in zahlreichen übereinander gelagerten planaren Schichten vor, wobei jedes Kohlenstoffatom kovalent mit 3 anderen Atomen verbunden ist. Der amorphe Kohlenstoff (Ruß) besteht aus beliebigen Mischungen sp2- und sp3-hybridisierter Atome und besitzt keine weit reichende Ordnung. Graphit wird beispielsweise in Bleistiftminen eingesetzt.

Überragende Materialeigenschaften der Nanokohlenstoffe

Die heute bekannten Nanostrukturen des Kohlenstoffs leiten sich im Wesentlichen alle von der schichtartigen Struktur des Graphits ab. Einzelne Graphen-Schichten sind die einfachste Form des Nanokohlenstoffs mit einer Dimension im Nanometerbereich. Zylindrisch aufgerollte Graphen-Schichten, Nanoröhren oder auch Nanotubes, weisen zwei Dimensionen im nanoskaligen Bereich auf, während bei den Fullerenen alle drei Dimensionen im Nanometerbereich liegen. Darüber hinaus sind, ausgehend von der Graphit-Struktur, die sogenannten Kohlenstoff-Nanohörner und die schichtartig aufgebauten –Nanofasern bekannt. Von der Kristallstruktur des Diamant leiten sich die Kohlenstoff-Nanodiamanten ab.

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