Q-Kohlenstoff: US-Forscher entdecken neue Form festen Kohlenstoffs

Fester Kohlenstoff war bisher in zwei Formen bekannt: Als Diamant und als Grafit. Wissenschaftlern der „University of North Carolina“ haben nun aber eine dritte Phase festen Kohlenstoffs entdeckt. Dieser wird als Q-Kohlenstoff bezeichnet. In einem weiteren Versuch gelang es den Forschern dann zudem, bei Raumtemperatur diamant-ähnliche Strukturen herzustellen. Der Q-Kohlenstoff ist dann sogar härter als echte Diamanten und beginnt bereits bei leichter Energiezufuhr zu glühen. Die Anwendungsmöglichkeiten der beiden neuen Erkenntnisse sind dabei extrem vielfältig. Profitieren könnte die Pharmaindustrie bei der Verabreichung von Medikamenten, aber auch die Industrie bei der Verbesserung von Leitungselektronik oder die Smartphone-Hersteller durch bessere Touchscreens und Displays.

In der Natur sind bisher keine Vorkommen bekannt

Warum diese Phase festen Kohlenstoffs erst jetzt bekannt wurde, kann schnell erklärt werden. Bisher sind nämlich keine natürlichen Vorkommen bekannt. „Der einzige Ort, an dem man es möglicherweise in der Natur finden könnte, ist der Kern eines Planeten“, erläutert Jay Narayan, der als Lead-Autor die Forschungsergebnisse der Öffentlichkeit vorstellte. Um den Q-Kohlenstoff zu produzieren haben die Forscher ein Substrat mit amorphem Kohlenstoff überzogen und dann mit einem Laser beschossen. Die Temperatur des beschossenen Objekts stieg so kurzfristig auf 3727 Grad Celsius. Anschließend wurde der Kohlenstoff extrem schnell wieder heruntergekühlt: Je nach Art der Kühlung entstanden dann die diamant-ähnlichen Strukturen.

Forschung steht noch ganz am Anfang

Auf diese Weise können beispielsweise Nanonadeln, Nanopunkte oder großflächige Diamantenfilme aus Q-Kohlenstoff produziert werden. Eine besondere Eigenschaft der neu entdeckten Kohlenstoffphase verblüffte die beteiligten Wissenschaftler dabei besonders: Er ist ferromagnetisch und unterscheidet sich damit von den anderen festen Kohlenstoffphasen Diamant und Grafit. „Wir hätten nie gedacht, dass das möglich ist“, brachte Jay Narayan seine Verwunderung zum Ausdruck. Die Forschung mit der neuen Kohlenstoffphase steht dementsprechend auch noch ganz am Anfang. „Wir sind immer noch bei den ersten Schritten, um zu verstehen, wie wir sie für unsere Zwecke nutzen können“, so der Wissenschaftler.

Via: richarddawkins.net

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