3D-Graphen Architekturen

Inzwischen gibt es intensive Bemühungen, aus Graphen stabile drei-dimensionale (3D) Strukturen herzustellen, ohne dass dabei die hervorragenden Eigenschaften der zwei-dimensionalen (2D) Struktur wieder verloren gehen, wie es bei Graphit der Fall ist. Das Ziel bei der Entwicklung neuer 3D-Graphen-Architekturen (3D-GA) oder -Netzwerke ist es, nicht-graphitische 3D-Strukturen zu schaffen, bei denen die Stapelung von Graphen weniger als zehn Graphen-Schichten umfasst. So werden die allgemeinen Eigenschaften von Graphen auch in der 3D-Struktur weitestgehend beibehalten. Für diese neuen deutlich stabileren und voraussichtlich leistungsstarken Graphen-Materialien wird ein breites Anwendungsspektrum erwartet. 3D-GA können dabei eine Vielzahl unterschiedlicher räumlicher Strukturen aufweisen, die von 100 Mikrometern in einer oder mehreren Dimensionen (Schäume, Schwämme, Aerogele, Filme) bis hinunter zu wenigen Mikrometern (Pulver) reichen können. Im Inneren besitzen sie mikro- oder nanometergroße Poren. Der Artikel informiert kurz über Herstellungsmöglichkeiten, Materialeigenschaften sowie potenzielle Anwendungsfelder und gibt einen knappen Ausblick zur weiteren Entwicklung.