Ein wunderbarer Werkstoff: Universität Duisburg-Essen kann nun hochwertiges Graphen herstellen
Graphen könnte die Technikwelt revolutionieren. Es hat nämlich wunderbare Eigenschaften: extrem leitfähig, stabil und doch flexibel, transparent, leicht und eine Million Mal dünner als ein Blatt Papier. Ein Quadratmeter Graphen wiegt weniger als ein Milligramm – und könnte doch eine Katze tragen. Bislang ist der zweidimensionale Werkstoff, der aus einer einzigen Atomlage besteht, in ausreichender Qualität schwer zu bekommen und zu teuer. Denn es großflächig herzustellen, ist sehr aufwändig. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Gerd Bacher, Universität Duisburg-Essen (UDE), besitzt nun eine Anlage, mit der dies möglich ist. Jetzt wurde sie von Wissenschaftsministerin Svenja Schulze eingeweiht.
Prof. Dr. Gerd Bacher (2.v.r.) erklärt Wissenschaftsministerin Svenja Schulze (M.) die Graphen-Abscheidungsanlage.
UDE/Frank Preuß
Mit 300.000 Euro hat das Land das hochempfindliche Großgerät mitfinanziert, das in einem Reinraum steht (Gesamtkosten: 360.000 Euro). Mit Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung können die Nanowissenschaftler der UDE nun bis zu 80 Quadratzentimeter große Graphenflächen herstellen – für ihre eigene Arbeit, aber auch für andere Forschungseinrichtungen sowie Unternehmen aus NRW.
„Es freut mich, dass wir die Graphen-Forschung mit der Produktionsanlage ein großes Stück voranbringen können", sagte Wissenschaftsministerin Svenja Schulze bei der Einweihung. „Der Werkstoff eröffnet viele neue Möglichkeiten – zum Beispiel bei der Energiespeicherung oder der Verpackung von Lebensmitteln. Damit kann er einen wichtigen Beitrag zur Lösung der großen gesellschaftlichen Herausforderungen leisten.“ Das Land fördert neben der Anlage an der UDE deshalb zehn weitere Graphen-Projekte in NRW mit jeweils bis zu 30.000 Euro.
„Mit der Abscheidungsanlage können wir die Graphen-Aktivitäten unserer Universität, der Universitätsallianz Ruhr und natürlich ganz Nordrhein-Westfalens vernetzen“, freute sich Prof. Dr. Jörg Schröder, UDE-Prorektor für Forschung, wissenschaftlichen Nachwuchs und Wissenstransfer. „Sie ist auch wichtig, um Kooperationen mit Unternehmen auszubauen. In der Graphen-Fachgruppe NRW gibt es bereits jetzt eine hohe Zahl an Industriepartnern.“
Das Hightech-Material kommt für viele Branchen in Betracht: den Fahrzeugbau oder die Kommunikationstechnik bzw. die Elektronik. Eine neue Generation von Displays, Prozessoren oder Solarzellen könnte entstehen, wenn sich Graphen industriell produzieren ließe.
Die mikro- und optoelektronischen Möglichkeiten lotet Gerd Bacher aus. Er ist Professor für Werkstoffe der Elektrotechnik und erforscht mit seinem Team, wie man Graphen möglichst fehlerfrei und großflächig herstellen kann – für unterschiedlichste Anwendungen. „Wir arbeiten unter anderem an transparenten Elektroden für Leuchtelemente und Dünnfilm-Solarzellen, weitere Anwendungsfelder sind Sensoren oder Hochfrequenztransistoren.“ Bislang mussten die Wissenschaftler hierfür Graphen bestellen – mit oft wechselnder Qualität. „Nun können wir es selbst erzeugen und für unsere Zwecke oder die der NRW-Fachgruppe optimieren.“
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