Abo
  • Services:
Anzeige
Weltraumaufzug (Symbolbild): Eine fehlerhafte Atombindung lässt das Seil reißen.
Weltraumaufzug (Symbolbild): Eine fehlerhafte Atombindung lässt das Seil reißen. (Bild: Nasa)

CNT: Nanoröhrchen haben zu viele Fehler für den Weltraumaufzug

Weltraumaufzug (Symbolbild): Eine fehlerhafte Atombindung lässt das Seil reißen.
Weltraumaufzug (Symbolbild): Eine fehlerhafte Atombindung lässt das Seil reißen. (Bild: Nasa)

Kohlenstoff-Nanoröhren gelten als Wundermaterial mit einer sehr hohen Zugfestigkeit. In der Praxis wird die aber nicht erreicht. Wissenschaftler haben untersucht, woran das liegt. Das Ergebnis wird Fans des Weltraumaufzugs nicht gefallen.

Ein einziges Atom kann den Weltraumfahrstuhl unmöglich machen: Wissenschaftler aus Hongkong haben untersucht, ob Nanoröhrchen aus Kohlenstoff dazu geeignet sind, ein Seil herzustellen, das lang genug ist für einen Aufzug ins Weltall.

Anzeige

Theoretisch sind diese Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Carbon Nanotubes, CNT) stabil genug. Es sind Röhren, deren Wände eine wabenartige Struktur aus Sechsecken haben. Die entsteht, weil jedes Kohlenstoffatom drei Bindungen eingeht. Ein solches Gebilde hat Berechnungen zufolge eine Zugfestigkeit von 100 Gigapascal (GPa).

CNTs werden zu Fasern versponnen

Die CNTs werden zu großen Fasern versponnen, aus denen Seile hergestellt werden. Bisher ist jedoch nur gelungen, Seile mit einer Zugfestigkeit von 1 GPa herzustellen. Das Team der Polytechnischen Universität von Hongkong hat die Gründe dafür untersucht.

Die Wissenschaftler um Feng Ding simulierten ein CNT mit einem deplatzierten Atom: So wurden aus den regelmäßigen Sechsecken an einer Stelle ein Fünfeck und ein Siebeneck. Dieser Fehler reduziert die theoretisch mögliche Zugkraft um mehr als die Hälfte, auf 40 GPa.

Der Bruch löst eine Kettenreaktion aus

Diese Stelle ist dann der Schwachpunkt in dem CNT: Bricht eine der Kohlenstoffbindungen an dieser Stelle, können auch die Bindungen der benachbarten Sechsecke brechen, wodurch schließlich das Röhrchen bricht. Ist das CNT Teil einer Faser, wirkt sich der Bruch des einen auf die übrigen CNTs aus: Die Belastung auf diese wird größer, und sie reißen ebenfalls.

Selbst ein annähernd perfektes CNT sei nicht für die Herstellung eines außergewöhnlich starken Materials geeignet, resümieren die Forscher in der Fachzeitschrift ACS Nano. "Deshalb ist die Herstellung fehlerloser CNTs entscheidend, um die ideale Stärke der CNTs auszunutzen."

Viele CNTs haben Fehler

Das Problem aber sei, dass die CNTs aus der Massenfertigung in hohem Maße fehlerhaft seien, sagte Ding dem britischen Wissenschaftsmagazin New Scientist. Hochwertige CNTs in großer Menge zu produzieren, sei hingegen schwierig.

Ein Seil für einen Weltraumfahrstuhl müsste eine Zugfestigkeit von etwa 50 GPa haben. Prinzipiell wären CNTs dafür gut geeignet. Allerdings nicht unter heutigen Bedingungen: Solange es keinen Durchbruch beim Herstellungsverfahren der CNTs gebe, sei der Bau eines Weltraumfahrstuhls praktisch unmöglich, sagte Ding.

Der Fahrstuhl braucht ein langes Seil

Das Seil für einen solchen Fahrstuhl müsste etwa 100.000 Kilometer lang sein. Dafür braucht es ein Material, das nicht unter seinem eigenen Gewicht reißt, das zudem noch stabil genug ist, um die Gondel, Climber genannt, zu tragen und zudem den äußeren Belastungen standzuhalten.

Manche Experten halten CNTs ohnehin nicht für das geeignete Material: Sie seien nicht stabil genug für ein solches Seil, sagte Volker Schmid vor einiger Zeit im Gespräch mit Golem.de. Schmid ist Leiter der Fachgruppe Internationale Raumstation (International Space Station, ISS) beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Seiner Ansicht nach sind Einkristallfasern aus Diamant das Material der Wahl. Diese können aber noch nicht in ausreichender Länge gezogen werden.

Egal ob CNT oder Diamant-Einkristall-Fasern: Der Weltraumfahrstuhl wird so schnell keine Realität.


eye home zur Startseite
Neuro-Chef 17. Aug 2016

Nicht Chuck Norris? Jetzt bin ich verwirrt :-(

M.P. 17. Jun 2016

Falsch: Sowohl Bodenstation, als auch Seil haben eine Winkelgeschwindigkeit, die der...

wolle40 16. Jun 2016

Und wo machst du die Seile fest?

M.P. 16. Jun 2016

Gravitation nimmt mit dem Quadrat des Radius ab. Fliehkraft nimmt bei gegebener...

chefin 16. Jun 2016

Ich denke das dürfte erst bei einer Detailbetrachtung des Projekts entscheiden werden...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), Bonn
  2. DMG MORI AKTIENGESELLSCHAFT, Bielefeld
  3. Daimler AG, Stuttgart
  4. MBDA Deutschland, Schrobenhausen


Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. (u. a. The Revenant 7,97€, James Bond Spectre 7,97€, Der Marsianer 7,97€)
  2. (u. a. Reign, Person of Interest, Gossip Girl, The Clone Wars)

Folgen Sie uns
       


  1. Die Woche im Video

    Strittige Standards, entzweite Bitcoins, eine Riesenkonsole

  2. Bundesverkehrsministerium

    Dobrindt finanziert weitere Projekte zum autonomen Fahren

  3. Mobile

    Razer soll Smartphone für Gamer planen

  4. Snail Games

    Dark and Light stürmt Steam

  5. IETF

    Netzwerker wollen Quic-Pakete tracken

  6. Surface Diagnostic Toolkit

    Surface-Tool kommt in den Windows Store

  7. Bürgermeister

    Telekom und Unitymedia verweigern Open-Access-FTTH

  8. Layton's Mystery Journey im Test

    Katrielle, fast ganz der Papa

  9. Kabel und DSL

    Vodafone gewinnt 100.000 neue Festnetzkunden

  10. New Technologies Group

    Intel macht Wearables-Sparte dicht



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Handyortung: Wir ahnungslosen Insassen der Funkzelle
Handyortung
Wir ahnungslosen Insassen der Funkzelle
  1. Bundestrojaner BKA will bald Messengerdienste hacken können
  2. Bundestrojaner Österreich will Staatshackern Wohnungseinbrüche erlauben
  3. Staatstrojaner Finfishers Schnüffelsoftware ist noch nicht einsatzbereit

48-Volt-Systeme: Bosch setzt auf Boom für kompakte Elektroantriebe
48-Volt-Systeme
Bosch setzt auf Boom für kompakte Elektroantriebe
  1. Elektromobilität Shell stellt Ladesäulen an Tankstellen auf
  2. Ifo-Studie Autoindustrie durch Verbrennungsmotorverbot in Gefahr
  3. Mobilität Elektroautos deutscher Start-ups fordern Autobauer heraus

Anwendungen für Quantencomputer: Der Spuk in Ihrem Computer
Anwendungen für Quantencomputer
Der Spuk in Ihrem Computer
  1. Quantencomputer Ein Forscher in den unergründlichen Weiten des Hilbertraums
  2. Quantenprogrammierung "Die physikalische Welt kann kreativer sein als wir selbst"
  3. Quantenoptik Vom Batman-Fan zum Quantenphysiker

  1. Re: Autonomes Fahren macht dumm

    ibecf | 10:29

  2. Re: Solange Porsche Autos teurer sind als...

    Sebbi | 10:25

  3. Re: Peinlich

    HabeHandy | 10:22

  4. Re: Staatliche Förderung aka. Holzweg

    Stefan99 | 10:16

  5. Re: Steuergeldverschwendung

    Niaxa | 10:15


  1. 09:02

  2. 16:55

  3. 16:33

  4. 16:10

  5. 15:56

  6. 15:21

  7. 14:10

  8. 14:00


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel