Forscher stellen erstmals elektrische Drähte in Molekülgrösse her

2. März 2021, 16:22
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Der Coup gelang den Forschern mehr oder weniger per Zufall.

Diese Entdeckung könnte die Miniaturisierung von elektronischen Komponenten einen grossen Schritt weiter bringen: Einem Team von Forschern aus Australien, Japan und China ist es gelungen, "Drähte" herzustellen, die Strom leiten können und nur aus einer Reihe von einzelnen Silberatomen bestehen, die in kohlenstoff-basierten Nano-Zylindern stecken. Die leitende Bahn hat also nur die Dicke eines Silberatoms, und der ganze Draht mitsamt Nanozylinder liegt in der Grössenordnung von grossen Molekülen.
Dabei war die Produktion solcher Nanodrähte gar nicht das Ziel des Forscherteams. Eigentlich wollten sie nur mehr über die atomaren Eigenschaften von Silber herausfinden. Dafür brachten sie winzige Silberpartikel auf der Aussenseite von Nanostäbchen auf, die innen hohl waren. Wie Dimitri Goldberg, Professor an der University of Technology in Queensland gegenüber 'ZDnet' erklärte, werden solche Experimente normalerweise in einem Vakuum oder einer inerten Atmosphäre durchgeführt. Das Team aber entschloss sich dazu, das Experiment in einer normalen Atmosphäre durchzuführen. 
Das überraschende Resultat: Die Atome der winzigen Silberpartikel verbanden sich nicht wie erwartet mit Sauerstoff aus der Atmosphäre zu Silberoxid. Stattdessen "flüchteten" sie sozusagen in in die Nanoröhrchen hinein und formierten sich dort selbstständig zu Einzelreihen. Das Endresultat: In den Röhrchen bildeten sich 200 jeweils nur aus Reihen von einzelnen Silberatomen bestehende Drähte.
Forscher versuchen schon seit 20 Jahren, leitfähige Drähte in der Grössenordnung von Atomen herzustellen. Die Resultate dieser Versuche waren aber bisher nur in einem Vakuum stabil.
Weitere Tests ergaben zudem, dass die Leitfähigkeit der "Atomic Silver Wires" (ASWs) wie sie das Forscherteam nennt, von der Temperatur abhängt. Je nach Temperatur leiten sie Strom oder nicht. Sie könnten also auch als winzige, via Temperatur gesteuerte Schalter verwendet werden.
Die bisherigen Erkenntnisse des Forscherteams, das aus Mitgliedern der Queensland University of Technology, der Fudan University in Shanghai sowie dem japanischen National Institute for Materials Science bestand, wurden von 'Nature' publiziert.

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