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Poröser Verwandter des Diamanten: Neue Messungen stützen Diamondiyne

Ein Forschungsteam aus Schweden liefert zusätzliche Belege für eine ungewöhnliche Kohlenstoffstruktur. Die Kristalle entstehen in kleinen Bereichen eines dünnen Films. Wofür sich das Material nutzen lässt, ist noch offen.

Von Wolfgang

20. Sep. 20263 Min. Lesezeit

Poröser Verwandter des Diamanten: Neue Messungen stützen Diamondiyne

Ein Forschungsteam aus Schweden liefert zusätzliche Belege für eine ungewöhnliche Kohlenstoffstruktur. Die Kristalle entstehen in kleinen Bereichen eines dünnen Films. Wofür sich das Material nutzen lässt, ist noch offen.

Die Kohlenstoffform Diamondiyne bekommt eine genauere experimentelle Grundlage. Eine am 14. September in Angewandte Chemie veröffentlichte Studie ergänzt die bisherigen Strukturbelege durch weitere Messungen der chemischen Bindungen und der Herstellung. Dabei ziehen die Forschenden eine wichtige Grenze: Entstanden ist ein überwiegend ungeordneter Kohlenstofffilm mit kleinen Diamondiyne-Kristallen, kein durchgehend kristalliner Werkstoff. Das beschreibt die neue Fachpublikation von Yang und Kollegen.

Die Herstellung selbst war bereits in einer Vorabveröffentlichung vom 10. März 2025 beschrieben worden. Auch die räumliche Struktur und Hinweise auf ineinandergreifende Netzwerke standen dort schon. Der aktuelle Fortschritt liegt damit in der erweiterten Untersuchung, nicht in einer erstmals im September gelungenen Synthese.

Ein räumliches Gerüst mit Zwischenräumen

Diamant und Graphit bestehen beide aus Kohlenstoff. Wie die Atome miteinander verbunden sind, macht daraus unterschiedliche Materialien. Diamondiyne erweitert diese Familie um ein Gerüst, das dem Aufbau von Diamant ähnelt, aber größere Zwischenräume lässt. Seine Knoten sind über Kohlenstoffketten mit Dreifachbindungen verbunden.

Die Universität Göteborg erläutert den Laborversuch so: Der dünne Film wächst dort, wo zwei Flüssigkeiten aufeinandertreffen. Dafür benötigt das Team keinen hohen Druck. Das Team um Karl Börjesson berichtet von nachgewiesenen, regelmäßig aufgebauten Bereichen mit ungefähr zehn Nanometern Kantenlänge. Die geordneten Bereiche sind also winzig; ihre Ausdehnung darf nicht mit der Größe des gesamten Films verwechselt werden.

Schematische graue Kohlenstoffschicht mit kleinen türkisen Kristallbereichen und einer vergrößerten Darstellung von Ordnung und Unordnung.
KI-generierte schematische Grafik: Die Punkte veranschaulichen nur Ordnung und Unordnung. Sie zeigen weder die genaue Atomstruktur noch gemessene Größen oder Mengenanteile.

Zusätzliche Messungen prüfen die Bindungen

In der Fachpublikation verfolgt das Team mit Kernspinresonanz, kurz NMR, wie sich die Ausgangsbausteine während der Reaktion verändern. Eine weitere NMR-Messung am festen Material stützt den Nachweis der Kohlenstoffbindungen, die für die verbindenden Ketten charakteristisch sind. Die Methoden ergänzen die Elektronenmikroskopie, mit der das räumliche Muster untersucht wurde.

Für eine übliche quantitative Untersuchung der Gasaufnahme reicht die hergestellte Materialmenge noch nicht aus. Eine andere Messung liefert lediglich einen qualitativen Hinweis auf Porosität. Deshalb lässt sich aus den Hohlräumen bisher keine bestimmte Filterleistung oder Speicherkapazität ableiten. Als nächsten Schritt will das Team die Eigenschaften und mögliche Anwendungen genauer untersuchen.

Das Titelbild ist ein KI-generiertes Symbolbild des Herstellprinzips an einer Flüssigkeitsgrenze, keine Originalaufnahme des Experiments.

Quellen

Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft.