Die Kohlenstoffgitter ist normalerweise sehr strikt angeordnet.
Neuartiges Carbon-Material ist extrem widerstandsfähig gegen Risse
2D-Materialien kommen in immer mehr Technologien vor - von Akkus mit hoher Kapazität über Sensoren bis hin zu Wearables. Doch die ultradünnen Materialien haben einen Nachteil. Sie sind relativ spröde und gehen daher schnell kaputt, weshalb ihr Anwendungsgebiet eingeschränkt ist.
Deutlich stabileres Carbon-Material entwickelt
Ein neues Material namens Monolayer Amorphous Carbon (MAC, monolagiger, amorpher Kohlenstoff) soll das ändern. Bei MAC handelt es sich nur um ein 2-dimensionales Material, das einem Gitter an Kohlenstoffatomen ähnelt. Dieses Gitter enthält kristalline Bereiche, wo die Atome streng in einem sich wiederholenden Raster angeordnet sind, und amorphe Bereiche, wo die Atome quasi ungeordnet miteinander verbunden sind.
Das Nanomaterial unter dem Mikroskop.
© Rice University
"Dieses einzigartige Design verhindert, dass sich Risse leicht ausbreiten, sodass das Material mehr Energie absorbieren kann, bevor es bricht", sagt Bongki Shin von der Rice University in Singapur in einer Aussendung. Normalerweise hat man 2 Möglichkeiten, um ein 2D-Material stärker zu machen: Entweder man fügt eine verstärkende Nanostruktur von außen hinzu, oder man verändert das Gitter so, dass es in sich stabiler wird. Die Forscher aus Singapur wählten dabei die 2. Methode und ließen das Gitter sowohl kristallin als auch amorph wachsen.
Fortschritte bei Synthese von Nanomaterialien
"Dies war bisher noch nicht möglich, da die Herstellung eines ultradünnen, ungeordneten Materials auf atomarer Ebene eine große Herausforderung darstellt", so Yimo Han, Assistenzprofessorin für Materialwissenschaften und Nanotechnik und Co-Autorin der Studie. "Dank der jüngsten Fortschritte bei der Synthese von Nanomaterialien konnten wir jedoch einen neuen Ansatz finden, um 2D-Materialien widerstandsfähiger zu machen, ohne zusätzliche Schichten hinzuzufügen."
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