Physik-Nobelpreis an Andre Geim und Konstantin Novoselov für die Arbeit zu Graphen

Wie die schwedische Akademie der Wissenschaften soeben bekannt gegeben hat, geht der diesjährige Physik-Nobelpreis an Andre Geim und Konstantin Novoselov für ihre grundlegenden Arbeiten zum Kohlenstoffzustand "Graphen".

Von Graphit zu Graphen
Von Graphit zu Graphen

Stockholm (Schweden) - Der diesjährige Physik-Nobelpreis geht zu gleichen Teilen an Andre Geim und Konstantin Novoselov. Graphen, ein praktisch perfektes zweidimensionales Gitter aus Kohlenstoffatomen, hat beeindruckende Eigenschaften. Einen kurzen Überblick über die Wichtigkeit des erst im Jahre 2004 entdeckten Zustands des Kohlenstoffs können Sie in der rechten Spalte sehen - dort finden Sie die Nachrichten, die wir bei Welt der Physik in den letzten Jahren über Graphen vermelden konnten.

Andre Geim wurde 1958 in Sochi (Russland) geboren. Er arbeitet zurzeit, genauso wie Konstantin Novoselov (1974, Nischni Tagil, Russland) an der Universität von Manchester (Großbritannien).

Graphen (betont auf der langen, zweiten Silbe, "Grafeen"), ist ein besonderes Material. Es ist das dünnste bekannte Material, gleichzeitig pro Dicke das stabilste. Es leitet elektrischen Strom genausogut wie Kupfer, und seine Wärmeleitfähigkeit ist besser als die aller bekannter Materialien. Es ist praktisch komplett transparent, dabei aber gleichzeitig so dicht, dass noch nicht einmal Helium, das Gas mit den kleinsten Atomen, hindurchgehen kann.

Vor ziemlich genau 6 Jahren, im Oktober 2004, veröffentlichten Geim und Novoselov ihren bahnbrechenden Artikel, für den sie heute den Nobelpreis für Physik zuerkannt bekommen haben.

Graphen ist dabei gar nicht so schwierig zu erzeugen. Eine Bleistiftmine besteht - anders als der Name es vermuten lässt - aus Kohlenstoff, und zwar in der Form von "Graphit". Graphit besteht aus vielen Millionen von einzelnen Kohlenstofflagen. Jede einzelne Lage muss man sich als regelmäßigen sechseckiges Gitter vorstellen. Die Lagen sind in sich sehr stabil verbunden, besitzen aber nur eine sehr schwache Bindung mit der Nachbarlage. Und genau das ist auch der Grund, warum man mit Bleistiften so gut schreiben kann. Letztlich erzeugt jeder, mit dem Bleistift schreibt, auf dem Papier viele tausend Lagen Graphen.

Um wirklich einzelne Lagen von Graphen zu erzeugen, nutzten Geim und Novoselov Klebeband, dass sie auf Graphit klebten und abzogen. Der Kleber haftet stärke am Kohlenstoff als die Kohlenstofflage an ihrem Nachbarn - abziehen und fertig: Die Einzelschicht von Graphen ist erzeugt.

Seit 2004 haben sich viele Wissenschaftler mit dem Stoff beschäftigt. Verwandte des Graphens sind übrigens die Kohlenstoff-Nanoröhren und die Fullerene (Chemie-Nobelpreis 1996), die auch ganz besondere Eigenschaften besitzen.

Mit dem diesjährigen Physik-Nobelpreis wurde seit längerer Zeit wieder sehr bald nach der wissenschaftlichen Veröffentlichung der Preis vergeben.