Alkinmetathese: Forscher stellen erstmals Graphin her - eine Struktur mit besonderen Eigenschaften

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Alkinmetathese: Forscher stellen erstmals Graphin her - eine Struktur mit besonderen Eigenschaften
Quelle: Wikimedia / Innerstream

Einem Forscherteam ist es erstmals gelungen, die Kohlenstoffstruktur Graphin herzustellen. Diese soll sehr leitfähig sein, sich aber möglicherweise auch für eine gerichtete Stromleitung eignen. Damit könnte das Material in der Zukunft noch sehr wichtig werden.

Laut der University of Colorado Boulder ist es dem Forscher Wei Zhang zusammen mit seinem Team gelungen, erstmals ein bislang nur simuliertes Material namens Graphin zu erzeugen. Eine Ähnlichkeit zu Graphen gibt es dabei nicht nur beim Namen: Auch Graphin ist ein 2D-Material, das sich unter anderem durch eine besonders hohe Leitfähigkeit auszeichnen soll.

Interessante Eigenschaften

Während Graphen aber ausschließlich aus sich wiederholenden Kohlenstoff-Ringen besteht, ist Graphin etwas komplexer aufgebaut. Auch hier gibt es zwar Kohlenstoffringe in Hexagon-Form (Benzol), diese werden aber nicht unendlich fortgesetzt. Stattdessen werden die Ringe, wie oben abgebildet, in jeder Richtung durch zwei Kohlenstoffatome mit dazwischen liegender Dreifachbindung verknüpft

Diese komplexere Struktur konnte bislang nur simuliert, aber nicht hergestellt werden. Wei Zhang ist es nun aber offenbar gelungen, mittels Alkinmetathese erstmals eine Graphin-Struktur zu erzeugen. Die Hoffnung, dass das Material zukünftig einen Einsatzbereich haben wird, ist dabei offenbar groß:

"Es gibt einen ziemlich großen Unterschied (zwischen Graphen und Graphin), aber auf eine gute Art. Das könnte das Wundermaterial der nächsten Generation sein. Deshalb sind die Leute sehr begeistert" [Wei Zhang]

Auch spannend: Superconducting Computing: Forscher entdecken Supraleiter, der Strom nur in eine Richtung leitet

Gegenüber dem bereits länger synthetisierten Graphen könnte Graphin den Vorteil haben, dass die hohe Leitfähigkeit des Materials in bestimmten Fällen gerichtet sein kann. Das wäre notwendig, um mit dem Material auch Digitalschaltungen und nicht nur gute Leiter zu bauen, wie es beispielsweise auch schon mit Graphen möglich ist.

Durch den nun entwickelten Herstellungsprozess können hoffentlich bald entsprechende Experimente durchgeführt werden, um diese Eigenschaft zu bestätigen. Selbst wenn das funktioniert, liegt aber noch ein weiter Weg vor der Marktreife. Die Herstellung von Graphin ist derzeit offenbar noch nicht massentauglich, was für eine erste Synthese auch sehr verwunderlich wäre. Auch hier dürfte also noch weitere Forschungsarbeit nötig werden.

Quelle: Phys.org via Golem

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    • Kommentare (20)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von Radus Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Zitat von Pu244
        Nein, der Aromat in der Mitte.

        Sonst wär das Gebilde nicht leitfähig.
        Korrekt, der Benzolring sitzt in der Mitte. Aber es gibt -ausgehend davon- kein durchkonjungiertes π-System. Mithin ist die eh etwas wackelige Hückel-Regel kein Argument! Darum ging es mir.
      • Von Radus Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Zitat von Pu244
        Nein, der Aromat in der Mitte.

        Sonst wär das Gebilde nicht leitfähig.
        Korrekt, der Benzolring sitzt in der Mitte. Aber es gibt -ausgehend davon- kein durchkonjungiertes π-System. Mithin ist die eh etwas wackelige Hückel-Regel kein Argument! Darum ging es mir.
      • Von Pu244 Kokü-Junkie (m/w)
        Zitat von Radus
        Die Hückel-Regel bei Alkinen anwenden?! Gewagt...
        Nein, der Aromat in der Mitte.

        Sonst wär das Gebilde nicht leitfähig.
      • Von Radus Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Zitat von Pu244
        PS: die Doppelbindungen sind konjugiert und erfüllen die Hückel-Regel. Damit gibt es zwei mesomere Grenzstrukturen. Das ist der Witz, bei den Aromaten.
        Die Hückel-Regel bei Alkinen anwenden?! Gewagt...
      • Von Painkiller Kokü-Junkie (m/w)
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        Bitte nicht auf die persönliche Schiene abdriften. Das ist´s nicht wert.

        Danke!

        Gruß
        Pain
      • Von Micha0208 Software-Overclocker(in)
        Zitat von Pu244
        die Hückel-Regel
        Die Hückel-Regel wurde ursprünglich für monocyclische Aromaten aufgestellt.
        Die Hückel-Näherung läßt sich nur für diese relativ einfach berechnen.

        Es gibt auch komplexe Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe die sich entgegen der Hückel-Regel verhalten.
        Spontan fällt mir da z.B. Pyren ein... Denke da erstmal an wirklich komplexe polycyclische Aromaten...

        Insofern ist die Hückel-Regel heutzutage schon etwas überholt.
        Eine einfach verständliche Alternative zur Hückel-Regel fällt mir aber jetzt auch nicht ein.
      Direkt zum Diskussionsende
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