Der Traum vom Weltraumfahrstuhl: Ultra-starker Nano-Faden gibt neue Hoffnung

Fans des Autoren Frank Schätzing werden die Idee eines Weltraumfahrstuhls aus dessen Roman “Limit” kennen. Es handelt sich aber nicht nur um ein Hirngespenst der Science-Fiction, sondern es existieren tatsächlich Pläne, mittels einer fahrstuhlartigen Konstruktion Nutzlast ins All zu transportieren. Eine solche Lösung wäre um ein vielfaches günstiger als der der sehr teure Transport mit Raketen. Ein Team von der Queensland University of Technology in Australien hat einen ultra-starken Nano-Faden aus Diamanten entwickelt, der den entsprechenden Plänen nun neuen Aufwind geben könnte.

Diamant-Nano-Faden heizt die Träume vom Weltraumfahrstuhl an

Die Struktur namens “diamond nanothread” (DNT) ist stärker als entsprechende Nanostrukturen aus Carbon oder Graphen und hat damit das Potential, eine Revolution in der Materialwissenschaft einzuleiten. Das faszinierende an dem neuen Nano-Faden: Seine Länge hat nur einen sehr geringen Einfluss auf seine Festigkeit. Es ist vor allem diese Eigenschaft, die den Nano-Faden perfekt für die Konstruktion von Weltraumfahrstühlen machen würde. Erste Simulationen deuten darauf hin, dass es sich bei dem DNT-Faden um das stärkste Material der Welt handelt.

Die vielversprechenden Eigenschaften des Nano-Fadens sind aber noch kein Grund, in Aufregung auszubrechen. Bisher wurde das Material nur bis zu einer Länge von 90 Nanometern hergestellt, bis der Faden für Fahrstühle eingesetzt werden können, die bis an den Rand der Atmosphäre oder darüber hinaus reichen, wird also noch einiges an Zeit vergehen. Bevor es so weit ist, kann DNT aber eingesetzt werden, um hochhaltbare Nanostruktur-Architektur zu verwirklichen.

Für die Produktion des DNT werden Benzol-Moleküle unter sehr hohen Druck gesetzt, der die zweidimensionale Ringstruktur der Moleküle in dreidimensionale Kristalle umformt, die von der Struktur wie Diamanten aufgebaut sind. Die Struktur besteht dann aus Kohlenstoff und Wasserstoff, und bisherige Tests lassen vermuten, dass es sich bei DNT um eine bessere Alternative zu Kohlenstoff-Nanostrukturen handelt.

Die Einsatzmöglichkeiten des DNT sind nun davon abhängig, ob sich herausstellt, dass der Faden wirklich über sehr lange Längen hergestellt werden kann. Der längste bisher produzierte Nano-Faden aus reinem Kohlenstoff ist etwa einen halben Meter lang. Das reicht nicht wirklich bis an den Rand der Atmosphäre.