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Material der Zukunft

Graphen besteht aus nur einer Lage Kohlenstoffatomen, es ist also zweidimensional. Jede Bleistiftmine aus Grafit (eine Form des Kohlenstoffs) enthält Graphen in Form von Milliarden übereinandergestapelter Lagen – geeignet zum Schreiben, zu viel mehr aber auch nicht.

In Form einer einzigen Lage hingegen hat der Kohlenstoff außergewöhnliche Eigenschaften: Graphen ist erheblich zugfester als Stahl, und es leitet Elektronen wohl Hunderte Male schneller als Silizium, aus dem Computerchips gebaut sind, genauer: die Transistoren auf den Chips.

Transistoren lassen sich durch einen Elektronenfluss laden oder entladen, in dem unterschiedliche elektrische Spannungen angelegt werden. Eine Einstellung steht für „0“, die andere steht für „1“, die beiden Zeichen des digitalen Alphabets – Bits. Viele Einsen und Nullen bilden Informationen, mit denen ein Computer rechnet.

Um die Leistung von Chips zu erhöhen, hat die Industrie die einzelnen Transistoren immer weiter verkleinert – so verkürzten sich Wege, die die Elektronen zurücklegen mussten. Doch diese Miniaturisierung wird bald an ihre physikalischen Grenzen stoßen. Die Alternative wäre, ein Material zu nutzen, in dem sich die Elektronen besser bewegen können – eben Graphen.

In der Entwicklung sind angeblich auch Displays aus Graphen; zudem könnte das Material in Solarzellen und Batterien eingesetzt werden.

Entdeckt wurde Graphen 2004 von den Physikern Andre Geim und Konstantin Novoselov. Mit Klebeband lösten sie extrem dünne Schichten von einem Grafitblock ab und wiederholten dies so oft, bis nur noch eine Atomschicht übrig blieb.