Einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWNTs) sind in der Nanotechnologie, Photonik und Sensorik derzeit von großem Anwendungsinteresse. Das liegt vor Allem an ihren außergewöhnlichen elektronischen Eigenschaften, die über die molekulare Struktur der Röhren (d.h. über die Verdrillung der Graphenwabenstruktur) variiert werden können. Daraus resultieren z.B. Röhrensorten mit metallischen bzw. halbleitenden elektrischen Eigenschaften, darunter auch Röhrentypen die zur Elektrolumineszenz im nahen Infraroten Spektralbereich angeregt werden können, was wiederum für Anwendungen in der Optoelektronik attraktiv ist.
Abb.: Photolumineszenzmessungen zum Nachweis der Fraktionierung sortenreiner SWNTs
Solche Anwendungsperspektiven wurden bisher dadurch ausgebremst, dass SWNTs nur in einem Gemisch verschiedener Röhrenstrukturtypen erzeugt werden können. Um die spezifischen elektronischen Eigenschaften zu nutzen mussten geeignete Fraktionierungsmethoden entwickelt werden. Uns ist es kürzlich gelungen, eine säulenchromatographische Trennmethode zu etablieren, die es erstmals erlaubt, sortenreine SWNTs in Grammmengen zu erzeugen.
Die Bachelors Arbeit, eingebettet in einem interdisziplinären Team, wird sich darum drehen, diese Methode zu optimieren. Das Ziel ist, sortenreine Röhren bereitzustellen und für verschiedene spektroskopische Untersuchungen zu nutzen (u. a. im Bereich der Ultrakurzzeit- und Oberflächenphotoelektronenspektroskopie).
Literatur: "Separation of Single-Walled Carbon Nanotubes by 1-Dodecanol mediated size exclusion chromatography", Benjamin Flavel, Manfred Kappes, Ralph Krupke and Frank Hennrich, ACS Nano, 2013, 7, 3557-3564.
