Nanoröhren und Nanostäbe auf Oxidbasis – anisotrope Bausteine für künftige Nanotechnologien

Die Entdeckung der Kohlenstoff‐Nanoröhren im Jahr 1991 ist zu einem Meilenstein der Forschung an nanoskopischen Materialien geworden. Mehr und mehr anisotrope Nanopartikel sind seither entdeckt und auch charakterisiert worden. Besonders die Entwicklung neuer Baueinheiten auf Nanobasis kann von den morphologischen Charakteristika und Vorteilen der Nanoröhren und Nanostäbe profitieren, denn diese können auf einzigartige Weise funktionalisiert werden – man denke nur an die Möglichkeit, Nanostäbe in bestehende Nanoröhren einzufügen. Gegenstand zahlreicher aktueller Forschungsaktivitäten ist die Herstellung eines ganzen Spektrums von nanoskopischen Materialien in eindimensional strukturierter Form. Sind erst einmal generelle Wege zur Herstellung eindimensionaler Nanostrukturen gebahnt worden, so eröffnet sich der Zugang zu einer ganzen Reihe von Eigenschaften in neuartiger nanoskopischer Form, der nicht auf anorganische Systeme beschränkt wäre, sondern auch große Gebiete der Materialwissenschaften einschließen würde. Zur Herstellung anwendungsreifer funktioneller Materialien bedarf es jedoch immer noch eines großen Maßes an Einfallsreichtum für die Synthese, der durch interdisziplinäre Zusammenarbeit gefördert wird, sowie einer realistischen Einschätzung des technischen und wirtschaftlichen Umfeldes. Diese Übersicht informiert über die neuesten Fortschritte in der Synthese oxidischer Nanoröhren und Nanostäbe und zeigt aus der Vielzahl der veröffentlichten Arbeiten die wichtigsten generellen Synthesetrends auf. Zudem werden kurz die prägnantesten Neuerungen bei den nichtoxidischen Nanomaterialien erwähnt. Die Aufgabe, ebenso zuverlässige wie unkomplizierte Wege zur Herstellung anisotroper Nanomodule in technisch relevantem Umfang aufzufinden, ist eine große Herausforderung und scheint nur durch oft zufällige und überraschende Entdeckungen lösbar zu sein. Aus der Vielzahl der Methoden, die bislang zu Nanoröhren und Nanostäben führten, können Solvothermalsynthesen als eine besonders leistungsfähige Methode hervorgehoben werden, da sie in einzigartiger Weise Möglichkeiten zur Generalisierung und Systematisierung der Synthesen bieten. Ihre Flexibilität, die mit einer zuverlässigen und beständigen Qualität der Produkte einhergeht, wird im Folgenden anhand der quantitativen Umwandlung von Übergangsmetalloxiden in anisotrope Nanomaterialien demonstriert, die für höchste technische Anforderungen konzipiert sind.