Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 34: Symposium: Carbon Nanotubes (SYNA)

HL 34.5: Fachvortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 18:00–18:30, H20

Künstliche Muskeln aus Kohlenstoff Nanoröhren — •O. Jaschinski¹, R. Baughman² und C. Cui² — ¹Groupe de Dynamique des Phases Condensées, Universite Montpellier II, 34095 Montpellier Cedex 5, France — ²Research and Technology, AlliedSignal, Morristown, NJ 07962-1021, USA

Es wird ein neuer Typ von elektromechanischen Aktuatoren, bestehend aus einwandigen Kohlenstoff Nanoröhren (single-walled carbon nanotubes, SWCNT), vorgestellt. Diese neuartigen Aktuatoren bestehen aus Netzwerken unzähliger SWCNTs, der Struktur eines natürlichen Muskels ähnlich. Der Mechanismus des Aktuators basiert auf der quantenchemischen Ausdehnung der Kohlenstoff-Gitterstruktur, verursacht durch elektrische Aufladung der Nanoröhren. Durch Be- bzw. Entladen der Nanoröhren kann also eine dem natürlichen Muskel ähnliche Bewegung erzeugt werden. Dies kann durch ein einfaches Experiment an einem freistehenden papierähnlichen Film aus SWCNTs (bucky paper) in einer wässrigen Elektrolytlösung demonstriert werden. Die einzigartigen Eigenschaften von SWCNTs bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Aktuatormaterialien. SWCNTs sind chemisch und thermisch extrem stabil. Die mechanischen Eigenschaften gleichen denen des Diamants. Die benötigten Arbeitsspannungen liegen unterhalb von einem Volt. Kohlenstoff Nanoröhren sind ein Paradebeispiel für sogenannte bottom-up Technologien. Es sind sowohl makroskopische Aktuatorelemente als auch Aktuatoren mit Abmessungen von wenigen Nanometern denkbar.