Ungewöhnliche Herstellungsmethode

Kratzfest durch Shewanella

15. August 2019

Graphen ist dünn, stabil, elektrisch leitend und fast durchsichtig. Die Struktur wabenförmig und sieht unspektakulär aus.

Gemeinsam haben Forscher der Technischen Universität Delft in den Niederlanden und der University of Rochester in New York ein außergewöhnliches Produktionsverfahren ausgearbeitet.

Durch eine spezielle Entwicklung lässt sich das Material Graphen kostengünstiger und vor allem in großen Mengen produzieren. Das ermöglicht sogar den Einsatz in der Autoindustrie. Graphen ist dünn, stabil, elektrisch leitend und fast durchsichtig. Das Meeresbakterium Shewanella spielt für die ungewöhnliche Herstellungsmethode eine wichtige Rolle. Die bis lang angewendete Herstellungsmethode benötigt nicht nur Zeit sondern auch viele Ressourcen. Das per chemischer Erzeugung entstandene Graphen ist oftmals zu dick und enthält Fehler zudem leidet auch die Qualität - Und hier kommt Shewanella ins Spiel.

Als ersten Schritt stellen die Forscher aus Graphit den Stoff Graphenoxid her, welcher auch als Mine von Bleistiften bekannt ist. Durch das Vermischen von Graphenoxid mit den Bakterien und anschließender Ruhezeit, entzieht Shewanella dem Graphenoxid den Sauerstoff und macht es dadurch elektrisch leitfähiger.

Proben mit Graphenmaterialien
Foto: Technische Universität Delft / Benjamin Lehner

Bei dieser Methode bildet sich einlagiges Graphen, eine Folie aus bienenwabenförmig angeordneten Kohlenstoffatomen. Diese Substanz ist fester und dünner als Graphen, welches auf chemischem Weg hergestellt wird und gerade deshalb erfüllt es höhere Anforderungen.

Fortschritt für die Autoindustrie
Das kompaktere und dünnere Graphen ist somit vielseitig einsetzbar. Das Graphen kann nicht nur im Bereich der Medizin vielfältig eingesetzt werden, sondern auch Autolacke können von Graphen profitieren, denn es macht sie kratzfest. Des Weiteren kann die Substanz in die Produktion von Reifengummis einfließen, denn hier würde der Stoff dafür sorgen, dass der Abrieb verringert wird. Hier würde nicht nur die Lebensdauer von Autoreifen verlängert, sondern auch das Feinstaubproblem etwas eingrenzt. Aber auch im Bereich der Autoverglasung in der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Hier ist eine Herstellung von sehr dünnen Drähten aus Graphen denkbar, die sich durch Stromdurchflossen erwärmen und Schnee und Eis beseitigen.

Zurzeit wird die neue Herstellungsmethode, bevor sie in größeren Mengen produziert wird, mehreren wissenschaftlichen Studien unterzogen.