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Graphen: Hightech-Werkstoff mit unbekannten Gefahren

Veröffentlicht am Freitag, 16. Mai 2014, um 09:36 Uhr von Patrick Bieri

Aktuell entwickeln Forscher in der ganzen Welt Verfahren, um die Kohlenstoffverbindung Graphen im grossen Stil herstellen und einsetzen zu können. Das Material verfügt über Eigenschaften, mit welchen sich beispielsweise kleinere Prozessoren und leistungsfähigere Akkus herstellen lassen. Neben diesen neuen Anwendungen wollen Forscher auch herausfinden, welche Gefahren von Graphen ausgehen.

Einem Bericht von Bloomberg zufolge verschiebt sich bereits heute der Kampf zwischen Apple und Samsung von den Gerichtssälen in die Labore der Konzerne. Beide Unternehmen forschen mit dem Material «Graphen», um dieses in Zukunft für den Bau der mobilen Geräte einsetzen zu können.

Graphen besticht mit vielfältigen Eigenschaften

Bei Graphen handelt es sich um eine Kohlenstoffverbindung. Die Kohlenstoffatome sind dabei in einer zweidimensionalen Schicht aneinandergereit. Dank dieser zweidimensionalen Struktur ist Graphen das dünnste Material der Welt. Trotzdem ist das Material stärker als Stahl und härter als Diamant. Die Kohlenstoffverbindung kann elektrische Energie bis zu 1000 Mal besser leiten als Kupfer.

Bei diesen Eigenschaften ist es nicht verwunderlich, dass die grossen IT-Konzerne wie Apple, Google und Samsung ihre Forschungskapazitäten in diesem Bereich ausgebaut haben. Auch die verschiedenen Staaten investieren Millionen in die Erforschung dieses Materials. Alleine die EU will in den nächsten zehn Jahren eine Milliarde Euro in die Erforschung von Graphen investieren.

Wettkampf zwischen den IT-Konzernen

Insbesondere die technische Leitfähigkeit des Materials ist für die IT-Konzerne von grossem Interesse. Mit dem Einsatz von Graphen können in Zukunft kleinere Prozessoren, leistungsfähigere Akkus oder bessere Bildschirme entwickelt werden. Weil Graphen ein transparentes Material ist, liesse sich in Zukunft beispielsweise eine Graphen-Schicht auf dem Display auftragen. Damit wäre die Herstellung von leistungsfähigeren Touch-Screens möglich.

Bei der Anzahl der Patentanträge ist Samsung im Moment im Vorsprung. Das Unternehmen hat in den letzten Jahren 38 Patente im Zusammenhang mit Graphen eingereicht und zugesprochen bekommen. 17 Samsung-Patente im Zusammenhang mit Graphen befinden sich im Moment noch im Beurteilungsprozess.
Apple kommt bislang auf lediglich 2 Patente, die im Zusammenhang mit Graphen stehen.

Neben Apple und Samsung haben auch noch zahlreiche andere Firmen und Forschungs-Institutionen Patente eingereicht, die im Zusammenhang mit Graphen stehen. Führend bei der Entwicklung von Technologien im Zusammenhang mit Graphen sind auch hier asiatische Institutionen und Unternehmen.

Gefahren bislang unerforscht

Im Gegensatz zu den positiven Eigenschaften von Graphen sind die negativen Eigenschaften des Materials noch kaum erforscht. Das Material ist 100’000 Mal dünner als ein menschliches Haar. Damit besteht wie bei Nano-Partikeln die Gefahr, dass Graphen-Bestandteile in den Körper gelangen könnten. Es stellt sich unter anderem die Frage, ob Zellen das Material aufnehmen können und welche Folgen dies im Körper des Menschen nach sich ziehen würde.

Das Material könnte gemäss den Forschern des Eidgenössischen Materialforschungsinstituts EMPA ähnliche Eigenschaften aufweisen wie die Nano-Partikel. Während die kleinsten Teile für den Körper kein Problem darstellen sollten, könnten die grösseren Graphen-Partikel für den Körper zur Gefahr werden. Grössere Partikel könnten gemäss Harald Krug von der EMPA zu Entzündungen in der Lunge führen. Allerdings müssen in den nächsten Jahren noch zahlreiche Studien gemacht werden, damit eine zuverlässige Aussage über die Gefahr von Graphen gemacht werden kann.

Kategorie: Technik
Tags: Apple, Empa, Forschung, Google, Graphen, Material, Prozessor, Samsung

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