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Aprilscherz 2016 Molche räumen verstopfte Nanoröhren frei

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

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Der Einsatz von Nanotechnologie ist schon lange keine Zukunftsvision mehr; vor allem für Kohlenstoffnanoröhren finden sich immer neue Anwendungen. Ein Problem in der Praxis ist allerdings, dass sich in den extrem dünnen Röhren schnell Ablagerungen bilden, welche die Funktion beeinträchtigen. Die australische Wissenschaftlerin Lilli Reldresal hat nun ein System entwickelt, das Abhilfe schaffen soll.

Ein Nanomolch mit Silberkern und Kupferkragen zur Reinigung von Nanoröhren.(Bild: UoS/tk)
Ein Nanomolch mit Silberkern und Kupferkragen zur Reinigung von Nanoröhren.
(Bild: UoS/tk)

Die Einsatzmöglichkeiten von Kohlenstoffnanoröhren (Carbon Nano Tubes, CNT) sind so vielfältig wie bemerkenswert: So sollen Chips auf CNT-Basis bald Silizium-Chips ersetzen, CNTs eignen sich zum Aufbau von Mikroprozessoren, bündeln Sonnenenergie hundertfach, aus mehrschichtigen Nanoröhren lassen sich ganze Mikromaschinen bauen und Kohlenstoffnanoröhren können die Kapazität und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus steigern. Das sind nur einige Beispiele von vielen – aber ein Problem tritt bei den dünnen Röhren nach einer gewissen Zeit immer auf: Ablagerungen im Inneren führen zu Funktionsbeeinträchtigungen, die sogar bis zum Ausfall des gesamten Nanosystems führen können.

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Die Nanotechnik-Wissenschaftlerin Lilli Reldresal und ihr Team an der australischen University of Smalltown (UoS) bei Sydney haben heute ein Reinigungssystem vorgestellt, mit dem sich Ablagerungen im Inneren von Nanoröhren schnell und zuverlässig entfernen lassen.

Nanoröhre wird gereinigt wie eine Pipeline

Pate bei der Entwicklung des Nanoreinigungssystems stand der Betrieb von Pipelines, etwa zum Transport von Öl, wie Reldresal erklärt: „Eine Pipeline muss regelmäßig inspiziert und gereinigt werden, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Zum Einsatz kommen dabei so genannte Molche, die in die Röhre eingesetzt werden und durch den Druck des Öls in der Pipeline weitergeschoben werden. Unsere Nanomolche arbeiten nach dem gleichen Prinzip und sind eine extrem miniaturisierte Version eines Pipeline-Molchs.“

Die Nanoröhre in der Nanoröhre

Der Nanomolch besteht selbst aus einer Nanoröhre, die einen etwas kleineren Durchmesser als die zu reinigende Nanoröhre hat und mit einer Silberfüllung versehen ist, wie die Wissenschaftlerin erläutert: „Den Spalt zwischen Molch und der Innenwand der zu reinigenden Nanoröhre füllen Krägen aus Kupferatomen an beiden Enden des Molches, die Ablagerungen zuverlässig abkratzen und bis zum Ende der Röhre vor sich herschieben. Durch die CNT geschoben wird der Nanomolch mithilfe eines geeigneten Mediums, etwa Druckluft.“

Autonomer Nanoroboter kommt in einem Jahr

Neben diesem bereits funktionsfähigen passiven Nanomolch arbeiten die Australier auch schon an einem autonomen Nanoroboter, der Ablagerungen aktiv abfräsen und auch Bilder aus dem Innern der Nanoröhre liefern wird. „Wir haben mit unserem Nanomolch Erfahrungen gesammelt, auf die wir uns in der nächsten Phase unserer Entwicklungsarbeit stützen“, erklärt Lilli Reldresal. „Auf jeden Fall sind wir auf dem richtigen Weg und zuversichtlich, schon in einem Jahr einen Prototyp unseres Nanobots präsentieren zu können.“

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