Carbon Nanohorns

Kohlenstoffnanohörner bestehen aus einwandigen, hornartigen Röhren von etwa 3 bis 25 nm Durchmesser und 20 bis 150 nm Länge, die durch einen Kegel an einem Ende geschlossen sind. Der Kegel kann dabei verschiedene Öffnungswinkel aufweisen. Meistens liegt er bei einem Winkel von ca. 20°.

Die einwandigen Kohlenstoff-Nanohörner (CNH) liegen im Allgemeinen als Aggregat mit Teilchengrößen im Bereich von 100 nm bis zu mehreren µm vor. Man unterscheidet zwischen drei verschiedenen Arten von Aggregaten mit annähernd kugelförmiger Struktur, die als Dahlien, Knospen und Samen charakterisiert werden und im Wesentlichen von den Syntheseparametern abhängig sind. Ähnlich wie die Graphene und Kohlenstoffnanoröhren besitzen auch die Kohlenstoffnanohörner eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie eine hohe mechanische Stabilität, ebenso wie eine hohe spezifische Oberfläche. Im Gegensatz dazu haben sie zusätzlich eine hohe Mikroporosität und sind in purem Wasser ohne Zusatz von Dispergierhilfsmitteln sowie in unpolaren Lösungsmitteln homogen dispergierbar.

Die Herstellung der Kohlenstoffnanohörner kann mittels Lichtbogenentladung und schneller Quenchung der Reaktionsgase in Wasser oder durch Laserverdampfung von Kohlenstoff erfolgen. Beide Verfahren liefern sehr reine  Fraktionen von Nanohörnern, da sie ohne Einsatz von Katalysatoren auskommen. Eine nachfolgende Reinigung kann weitgehend unterbleiben.

Potentielle Anwendungsgebiete für Nanohörner aufgrund ihrer hohen Mikroporosität sind ihr Einsatz als Gasspeicher, insbesondere für die Speicherung von Methan sowie als Katalysator bzw. Katalysatorträger, hier insbesondere im Elektrodenmaterial für Brennstoffzellen. Interessant ist auch ihr Einsatz in elektronischen Bauteilen sowie als Biosensor in der Pharmazie.