Mikro-Nano-Integration am Beispiel eines neuartigen Kohlenstoff- Nanoröhren-Aktors

Abstract:
Einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (single-wall carbon nanotubes, SWCNTs) sind Hohlzylinder, die aus einer nahtlos aufgewickelten Graphitschicht (Graphen) bestehen. Der mittlere Durchmesser von SWCNTs beträgt ca. 0,6 nm bis 4 nm; ihre Länge kann mehrere µm erreichen. Da es verschiedene Möglichkeiten gibt, Graphen zu Nanoröhren aufzurollen, existieren SWCNTs mit unterschiedlichen Strukturen. Die Unterschiede liegen dabei im mittleren Durchmesser und in der Orientierung der Hexagone relativ zur Röhrenachse (Helizität). Kohlenstoff-Nanoröhren besitzen u. a. herausragende mechanische, elektrische und elektromechanische Eigenschaften. Der Elastizitätsmodul einer perfekten SWCNT beträgt ca. 1 MN / mm2 und die Zugfestigkeit ca. 30 kN / mm2; die Bruchdehnung liegt bei ca. 25 %. Abhängig vom mittleren Durchmesser und der Helizität existieren metallisch leitende und halbleitende SWCNTs, wobei bei Raumtemperatur etwa ein Drittel der verfügbaren SWCNTs metallisch ist.