Kupfer-Atomketten: Forscher stellen längste Nanodrähte her

Ein Forschungsteam aus China hat nach einem Bericht von phys.org vom 6. September 2026 die längsten bekannten Ketten aus einzelnen Kupferatomen hergestellt.

Die sogenannten SMAC-Strukturen (Single-atom metal chains) bestehen aus mehr als 4.000 Atomen und erreichen eine Länge von mehreren Mikrometern. Der bisherige Rekord lag bei lediglich 28 Atomen – die neue Kette übertrifft ihn damit um zwei bis drei Größenordnungen, wie futurezone.at berichtete.

Herstellung unter extremem Druck

Ausgangsmaterial war Kupferphthalocyanin, ein blauer Farbstoff. Die Forschenden setzten das Material in einer Diamantstempelzelle einem Druck von über 21 Gigapascal aus – umgerechnet etwa dem 200.000-fachen des normalen Atmosphärendrucks. Unter diesen Bedingungen ordneten sich die Kupferatome zu langen, geraden Ketten an. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht, wie b910.cn am 7. September 2026 berichtete.

Aufbau aus drei Schichten

Der entstandene Draht ist nach Angaben von futurezone.at dreischichtig aufgebaut: einen Kupferkern umgibt ein leitender Ring aus Stickstoff und Kohlenstoff, der wiederum von einer diamantartigen Hülle umschlossen wird. Bemerkenswert ist dabei, dass der elektrische Strom nicht durch den Kupferkern selbst fließt, sondern über den äußeren Stickstoff-Kohlenstoff-Ring geleitet wird.

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Laut ufa-town.ru sind die mikrometerlangen Ketten vollständig in Kohlenstoff eingehüllt und dadurch außergewöhnlich stabil – sie halten sowohl dem Kontakt mit Luft als auch mit Säure stand, was für praktische Anwendungen von Bedeutung sein könnte.

Richtungsabhängige Leitfähigkeit

Ein weiteres zentrales Ergebnis betrifft die elektrischen Eigenschaften der Ketten: Die Leitfähigkeit ist stark anisotrop, also richtungsabhängig. In den tatsächlich hergestellten Proben ist die Leitfähigkeit entlang der Kette laut b910.cn mehr als zehnmal so hoch wie quer dazu. Bei einer theoretisch defektfreien Struktur könnte dieser Unterschied den Berechnungen des Teams zufolge sogar bis zum Tausendfachen reichen.

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Weiteres Potenzial über Kupfer hinaus

Die Forschenden verweisen darauf, dass sich das Verfahren nicht auf Kupfer beschränkt. Auch Nickel und Zink kommen laut futurezone.at grundsätzlich als Ausgangsmaterial für vergleichbare Atomketten infrage. Damit eröffnet die unter Hochdruck erzeugte Kettenstruktur einen möglichen Weg zu einer ganzen Klasse neuartiger Materialien mit gerichteten elektrischen Eigenschaften auf atomarer Skala.

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