Kohlenstoff-Nanoröhren

Schuhe, Regentropfen, Töne, Stoff: Fast alles lässt sich per Energy Harvesting zum Kraftwerk umfunktionieren, das zeigen viele Forscher mit spannenden und auch skurrilen Ideen.
Ein Bericht von Jan Oliver Löfken

Sie wiegen fast nichts, halten aber Tonnen: Chinesische Forscher haben aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen die bisher stabilsten Fasern hergestellt. Daraus könnte nach Ansicht der Entwickler das Seil für einen Weltraumfahrstuhl hergestellt werden.

Neben Fujitsu will auch die chinesische Foundry SMIC das neuartige NRAM unterstützen. Erste Produkte sollen 2019 erscheinen, zudem haben sich mit Dell und Cisco zwei weitere Investoren gefunden. Ein erster Baustein der Carbonspeicher soll DDR4-kompatibel werden.

Airbus' A350 und Boeings Dreamliner 787 sind die derzeit effizientesten Langstreckenflugzeuge der Welt. Beide fliegen mit einer Technologie, die an Bord von Segelflugzeugen schon vor Jahrzehnten eingesetzt und erprobt wurde.
Ein Bericht von Daniel Hautmann

Ein Baum als Straßenlaterne, Brunnenkresse, die die Wohnung erhellt: MIT-Forscher haben ein Verfahren entwickelt, um mit Hilfe von Nanopartikeln Pflanzen dazu zu bringen, Licht zu emittieren.

Schwitzen ist positiv: Das Training bringt nicht nur den Körper auf Trab, sondern auch das Mobilgerät. Forscher in den USA haben ein Kraftwerk entwickelt, das auf die Haut aufgebracht wird.

Basierend auf lizenzierter Technik von Nantero möchte Fujitsu Semiconductor in den kommenden Jahren Chips mit integriertem Speicher auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren herstellen. Die sichern Daten nicht flüchtig, wenn auch mit geringer Kapazität.

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.

Nanoteilchen befinden sich in Sonnencremes und Lebensmitteln. Ãœber die Gefahren der winzigen Partikel ist nicht viel bekannt. Denn die Entwicklung neuer Nanomaterialien schreitet schneller voran als ihre Erforschung.
Von Christian Meier

US-Forscher haben Sensoren gebaut, die den Schnurrhaaren von Katzen nachempfunden sind. Sie sollen viel empfindlicher sein als bisherige Berührungssensoren.

US-Forscher haben Sensoren aus Kohlenstoffnanoröhrchen entwickelt, die in den Körper eingebracht werden. Damit wollen sie ein Signalmolekül im Körper überwachen. Ein ähnlicher Sensor für die Diabetes-Behandlung ist in Entwicklung.

Wissenschaftler der Stanford-Universität haben aus Kohlenstoff-Nanoröhren einen lauffähigen Prozessor mit 178 Transistoren erschaffen. Der Chip nutzt die MIPS-Architektur und kann dank 20 Instruktionen einfache Aufgaben ausführen.

Ein verdrillter Faden, der sich schnell auf- und abwickelt oder sich zusammenzieht und ausdehnt, soll einen leistungsfähigen und vielseitigen Antrieb ergeben. Aktiviert wird er durch Wärme, die elektrisch oder durch Licht erzeugt wird.

IBM-Forscher haben einen Chip mit mehr als 10.000 Transistoren aus Kohlenstoff-Nanoröhren (Carbon Nanotubes) mit herkömmlichen Fertigungsmethoden hergestellt. Chips aus Kohlenstoff-Nanoröhren sollen kleiner, schneller und leistungsfähiger sein als herkömmliche Chips.

Der Prototyp einer elektronischen Nase kann Schadstoffe in sehr geringen Konzentrationen erschnüffeln. Das System ist etwa so groß wie eine Postkarte, soll aber künftig nur noch so groß sein wie eine Kreditkarte.

Schottische Forscher haben eine Farbe entwickelt, die zur Überwachung von Bauwerken eingesetzt werden soll. Eine Oberfläche wird mit der leitfähigen Farbe bestrichen. Dann werden Elektroden angebracht, die die Leitfähigkeit messen. Veränderungen daran können auf Schäden hinweisen.

Bei Schlagwörtern wie Graphen, Racetrack-Speicher und Kohlenstoff-Nanoröhren geht es nicht mehr um die ferne Zukunft, das will IBM mit der Vorstellung einiger Prototypen auf dem IEEE International Electron Devices Meeting deutlich machen. Die Chips wurden mit herkömmlicher CMOS-Technik gefertigt.

Viel Luft und dennoch stabil: US-Wissenschaftler haben ein Ultraleichtmaterial entwickelt, das aus einer Gitterstruktur aus Nanoröhrchen besteht. Es könnte als Isolierung eingesetzt werden oder um Stöße abzufangen.

Amerikanische Forscher haben einen Sprengstoffsensor entwickelt, der mit Tintenstrahldrucktechnik auf Papier ausgedruckt werden kann. Die Meldung über einen Bombenfund erfolgt per Funk.

Ein winziger, aus Nanofasern gesponnener Faden kann als Nanoantrieb dienen. Die Entwickler haben aus dem sogenannten künstlichen Muskel einen Nanomixer gebaut.

Südkoreanische und britische Forscher schlagen eine neue Art vor, digitale Daten dauerhaft zu speichern. Sie kombinieren dabei Mikromechanik und Halbleiter, was schneller schalten und sparsamer sein soll.

Bis zum Jahr 2020 sollen elektronische Geräte zehnmal energieeffizienter werden und im Standbymodus kaum noch Energie verbrauchen. So lautet das ehrgeizige Ziel des Project Steeper, an dem europäische Universitäten, IBM, Infineon und bald auch Global Foundries mit EU-Forschungsgeldern arbeiten.

Wissenschaftler an der Universität in Stanford haben Akkus entwickelt, die auf einem Trägermaterial aus Papier sitzen. Die Akkus sind sehr leicht und biegsam und sollen unter anderem in mobilen Geräten eingesetzt werden.

Wissenschaftler in den USA haben eine künstliche Haut für Roboter entwickelt. Sie soll einem Roboter ein ähnliches Empfindungsvermögen geben, wie es der Mensch hat. So soll ein Roboter seinen Griff kontrollieren und auch zerbrechliche Gegenstände anfassen können, ohne sie kaputt zu machen.

Wissenschaftler haben eine Kathode aus Kohlenstoffnanoröhrchen für einen Akku entwickelt. Der Energiespeicher vereinigt die positiven Eigenschaften eines herkömmlichen Akkus und die eines Kondensators.

Forscher am MIT haben einen neuen Weg entdeckt, um Elektrizität zu erzeugen. Sie setzen dabei auf Thermowellen, die durch Kohlenstoffnanoröhren gejagt werden. Sie erzeugen in Bezug auf ihr Gewicht im Vergleich zu einem Lithium-Ionen-Akku ein Vielfaches an Elektrizität.

Forscher der Universität Stanford haben eine besonders leichte und preiswerte Akkutechnik entwickelt. Der Akku besteht aus einem Blatt Papier, das mit einer Schicht aus Kohlenstoffnanoröhren und Nanodrähten aus Silber überzogen ist. Auch zusammengeknüllt funktioniert der Ladungsspeicher noch.

Forscher von Honda und der Universitäten Purdue und Louisville melden einen Durchbruch bei der Herstellung von Kohlenstoff-Nanoröhren mit leitenden Eigenschaften. Sie haben das Potenzial, um Elektrizität schnell und ohne große Verluste über große Entfernungen zu transportieren.

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) vermelden Fortschritte bei der Integration von Kohlenstoff-Nanoröhren (Carbon Nanotubes) in Computerchips. Sie greifen dabei auf Technik zurück, die in der Chipfertigung schon heute eingesetzt wird.

Wissenschaftler in den USA haben eine Möglichkeit gefunden, aus Polykarbonat - dem Stoff, aus dem CDs sind - einen elektrischen Leiter zu machen. Das Geheimnis sind Nanoröhrchen aus Kohlenstoff, die dem Kunststoff beigemengt werden.

Japanische Wissenschaftler haben ein Leitermaterial auf Gummibasis für OLED-Displays entwickelt. Das ermöglicht es, flexible Displays zu bauen, die sich dehnen und verformen lassen, ohne kaputtzugehen.

Auf einem Fachkongress in Korea hat Samsung erstmals ein biegsames Display auf der Basis von Carbon-Röhrchen vorgeführt. Die Anzeige arbeitet mit Elektrophorese und gilt als wichtiger Fortschritt für die Entwicklung des elektronischen Papiers.

Zum Abschluss des Intel Developer Forums 2008 durfte traditionell "Chief Technology Officer" Justin Rattner seine Vision der Technologiezukunft verbreiten. Und recht visionär und nahe an der Science-Fiction sagte Rattner voraus, dass die Grenzen zwischen Mensch und Maschine bis zum Jahr 2050 verschwimmen könnten. Dafür konnte er auch einige praktische Demonstrationen zeigen, darunter die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie mit hoher Leistung.

Wissenschaftler von der Universität in Clemson im US-Bundesstaat South Carolina haben ein Verfahren für die Massenproduktion von speziellen Nanoröhrchen aus Kohlenstoff entwickelt. Diese Röhrchen haben sehr gute stoßdämpfende Eigenschaften und sollen elektronische Geräte wie Mobiltelefone gegen Stöße abpolstern.

Wissenschaftler im IBM Almaden Research Center im kalifornischen San Jose testen bei der Entwicklung neuer Computerchips den Einsatz künstlicher DNA. Ziel der Forscher um die Biochemikerin Jennifer Cha und den Chemiker und Materialexperten Greg Wallraff, ist es, neue Verfahren zur Chipherstellung zu entwickeln.

In den USA haben Forscher der Stanford-Universität, der Keimzelle des Silicon Valley, erstmals Chip-Verdrahtungen mit Nano-Röhrchen aus Karbon bei der Geschwindigkeit eines Mikroprozessors konstruiert. Das Experiment könnte den Durchbruch bei dieser Grundlagentechnik für noch schnellere Chips darstellen.

Forschern von IBM ist es gelungen, die Verteilung elektrischer Ladungen in Kohlenstoff-Nanoröhren zu messen, was helfen soll, das elektrische Verhalten der Nanoröhren besser zu verstehen. Damit will IBM dem Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhren als Leiter und Halbleiter in Computerchips näher kommen.

Forscher des Rensselaer Polytechnic Instituts in den USA haben einen neuen Energiespeicher entwickelt, der auf den ersten Blick leicht mit einem Stück schwarzen Papiers zu verwechseln ist. Der "Nano-Akku" ist nicht nur leicht und extrem dünn, sondern auch flexibel und könnte so ganz neue Gerätedesigns ermöglichen.

Seit Jahren suchen Forscher in aller Welt nach einer Möglichkeit, Objekte vor sichtbarem Licht zu verstecken. Die mathematischen Ansätze für eine Umleitung des Lichts liegen seit 2006 vor, nun haben Wissenschaftler in den USA ein theoretisches Modell für die physikalische Umsetzung entwickelt.

In den USA haben Forscher des "Rensselaer Polytechnic Institute" (RPI) ein neues Verfahren entwickelt, das sich für minimal reflexive Beschichtung von Oberflächen eignet. So behandelte Gegenstände strahlen fast kein einfallendes Licht mehr ab, und das über das gesamte Spektrum.

Physiker des Boston College ist es gelungen, sichtbares Licht durch ein Kabel zu leiten, das dünner ist als dessen Wellenlänge. Sie gehen davon aus, dass ihre Entdeckung zu Fortschritten im Bereich der Solar-Energie und optischer Computertechnik führen wird.

Forscher der US-Universität "Rensselaer Polytechnic Institute" haben einen einfachen Weg entwickelt, um Kohlenstoff-Nanoröhren auf Papier und Plastikoberflächen aufzutragen. Sie nutzen dazu einen herkömmlichen Tintenstrahldrucker, dessen Patronen mit einer Nanoröhrenlösung gefüllt werden.

In den USA hat Seagate ein Patent auf eine neue Technologie zur Erhöhung der Kapazität von Festplatten erhalten. Im Zentrum steht dabei die Speicherung des Gleitmittels für die Plattenoberflächen in Kohlenstoff-Röhrchen.

Die Forscher des "Cooling Technologies Research Center" an der Purdue Universität im US-Bundesstaat Indiana haben erneut ein neues Konzept zur Chip-Kühlung entwickelt. Sie konstruierten auf der Chip-Oberfläche einen Teppich aus Kohlenstoffröhrchen, der sich wie ein Klettverschluss an den Kühlkörper anheften lassen soll.

IBM-Forscher haben einen vollständigen elektronischen integrierten Schaltkreis um eine einzelne Kohlenstoff-Nanoröhre gebaut. Das Material könnte eines Tages Computerchips zu höherer Leistung verhelfen, hofft IBM.

Fujitsu will Chips mit Kohlenstoff-Nanoröhren kühlen und hat dazu nach eigenen Angaben einen ersten entsprechenden Kühler entwickelt. Er soll die Hitze schnell verteilen und ableiten.

Forscher des Bayerischen Geoinstituts (BGI) der Universität Bayreuth haben mit Verwachsungen von röhrenförmigen Diamanten im Nano-Format die dichteste Form von Kohlenstoff und die Materie mit der geringsten Kompressibilität entdeckt. Die röhrenförmigen Nano-Diamanten haben damit Diamant als härtestes Material abgelöst.

Die Motorola Labs haben ein 5-Zoll-Farbdisplay vorgestellt, das auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren arbeitet. Laut Motorola könnte die Technik künftig große Flachbildschirme mit überragender Bildqualität, längerer Lebensdauer und geringeren Herstellungskosten erlauben.

Wird der Platz in Städten knapp, baut man in die Höhe. Dieses Prinzip wollen nun Forscher des Georgia Tech Research Institute (GTRI) auf Solarzellen übertragen. Ihnen gelang es, kleine "Türme" aus Kohlenstoff-Nanoröhren auf Silizium-Wafern zu züchten.

Infineon-Forscher haben jetzt den bislang kleinsten Nanotube-Transistor der Welt mit einer Kanallänge von nur 18 Nanometern gebaut, meldet das Unternehmen. Die derzeit modernsten Transistoren sind heute knapp viermal so groß.