Graphen: Das Wundermaterial, das unsere Welt umkrempeln wird
Kennen Sie Graphen? Nein? Das sollten Sie aber, denn das Material hat das Potenzial, unsere Welt zu völlig zu verändern.
Stellen Sie sich ein T-Shirt vor, das Ihnen sagt, wann Sie direktes Sonnenlicht meiden sollten. Klingt nach Science-Fiction? Es könnte bald Realität sein – dank eines Materials namens Graphen.
Wissenschaftliche Durchbrüche wie Graphen entstehen oft zufällig. Ähnlich wie Plastik im 19. Jahrhundert kann auch Graphen unser Leben grundlegend verändern.
Was ist dieses magische Material?
Graphen besteht aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen, die zu einem straffen Sechseck verbunden sind. Es ist so dünn wie kein anderes bekanntes Material – etwa eine Million Mal dünner als ein menschliches Haar.
Trotz seiner Dünnheit bleibt es stabil bei Kontakt mit Sauerstoff oder Temperaturwechseln. Aber nicht nur das: Mit gerade einmal 0,77 Milligramm pro Quadratmeter ist es auch das leichteste bekannte Material und gleichzeitig stärker als Stahl.
Kann Graphen Plastik überflüssig machen?
Richtig eingesetzt hat Graphen das Potenzial, Kunststoffe abzulösen. Doch auch andere Werkstoffe wie Stahl, Silizium, Glas oder Gummi könnten durch Graphen ersetzt werden.
Da Graphen aus Kohlenstoff besteht, kann es unserem Planeten in vielerlei Hinsicht helfen. Es ist nachhaltiger als viele andere Materialien und könnte in Elektronik, Sensoren und Energiespeicherung eingesetzt werden.
Aus Meer mach Trinkwasser
In Zeiten des Klimawandels bietet uns Graphen einen Funken Hoffnung. Solarpanels aus diesem Wundermaterial könnten hundertmal effizienter sein als heutige Batterien und gleichzeitig weniger kosten sowie saubere Energie liefern.
Sogar Trinkwasser könnte man mithilfe von Graphen aus Meerwasser gewinnen.
Anwendung in Medizin und Stromproduktion
Auch im medizinischen Bereich gibt es spannende Möglichkeiten: Mithilfe von winzigen Robotern, sogenannten Nanobots aus Graphen, könnten krankhafte Zellen gezielt bekämpft werden. Eine Revolution für die Behandlung von Krankheiten wie Diabetes oder Krebs.
Zusätzlich hat Graphen eine besser Leitfähigkeit als jedes andere bekannte Material. Drähte aus Graphen verlieren keine Wärme oder Strom während der Übertragung.
Doch damit nicht genug: Auch bei Batterien spielt dieses Supermaterial seine Stärken aus. Graphen-Supercaps könnten die Speicherkapazität, Leichtigkeit, Flexibilität und Kosteneffizienz von Standard-Lithium-Ionen-Batterien revolutionieren.
Herausforderungen bei der Nutzung von Graphen
Trotz all dieser unglaublichen Möglichkeiten gibt es auch Herausforderungen bei der Nutzung von Graphen. Die Herstellung erfordert oft den Einsatz toxischer Chemikalien und hoher Temperaturen.
Zudem ist es schwierig, Schichten des Materials auf etwas anderem als Metallflächen zu züchten.
Auch die Kosten sind ein Hindernis: Die Produktion ist wegen ihrer komplexen Natur teurer. Und obwohl Forscher daran arbeiten, kostengünstigere Methoden zur Herstellung zu entwickeln, wird das Material wahrscheinlich nicht sofort populär sein.
Die Zukunft von Graphen
Trotz aller Hürden sieht die Zukunft mit Graphen rosig aus. Sobald alle Kinderkrankheiten beseitigt sind, könnte seine Anwendung historische Auswirkungen zur Folge haben – ähnlich wie Plastik unsere Welt revolutioniert hat.
