Nanotubes verbrauchen kaum noch Strom
Die Tage der Leuchtdiode könnten gezählt sein, wenn es gelingt, eine kostengünstige Produktionstechnik für Lämpchen aus Kohlenstoff und Phosphor herzustellen. Vorbild ist die Kathodenstrahlröhre.
Sparsames Leuchtmittel: Die Nanoröhrchen-Lampe (15x15mm2) aus Japan verbraucht kaum Strom und leuchtet hell.
Foto: Norihiro Shimoi/Tohoku University
Nanotubes, einst als Wunderwerkstoffe gefeiert, haben enttäuscht. Fast keine der erhofften Produkte ließen sich realisieren. Die winzigen Röhrchen gerieten in Vergessenheit, doch nicht bei Norihiro Shimoi von der japanischen Tohoku Universität. Das hat sich ausgezahlt. Gerade präsentierte er das sparsamste Leuchtmittel der Welt.
Es verbraucht nur Prozent des Stroms, den eine schon als Sparweltmeister angesehene Leuchtdiode schluckt, um genau so viel Licht zu erzeugen. „Unser einfaches Dioden-Panel erreicht schon eine Helligkeit von 60 Lumen pro Watt“, sagt Shimoi. Leuchtdioden schaffen bei gleicher elektrischer Leistung 100, eine organische Leuchtdiode rund 40 Lumen.
Elektronen lassen Phosphor leuchten
Nanotubes oder Nanoröhrchen bestehen aus einem Gitter, dessen Maschen sechseckig sind. In jeder Ecke sitzt ein Kohlenstoffatom. Shimoi lässt diese Röhrchen auf einer elektrisch leitenden Unterlage wachsen. Wenn sie eine ausreichende Höhe haben verschließt er das Röhrchen mit einem Klecks Phosphor. Dieses Material bildet die zweite Elektrode – die erste ist die Unterlage. Legt man an die beiden Elektroden eine Spannung an, schießen aus der Unterlage Elektronen.
Sie treffen das Phosphor, das daraufhin leuchtet. Genau so funktioniert eine Kathodenstrahlröhre, wie sie noch in alten Fernsehgeräten zu finden ist. Damit die Elektronen keine Hindernisse vorfinden und vom Kurs abkommen muss darin ein Vakuum herrschen. Das gilt auch für das neue Leuchtmittel.
Extrem flache Strahler
Die Röhrchen sind nur ein paar Millionstel Millimeter hoch, sodass die neuen Leuchtmittel extrem dünn sind. LEDs wirken daneben fast klobig. Dass die Nanostrahler, die aus tausenden nebeneinander angeordneten Nanotubes bestehen, nicht gleich den Beleuchtungsmarkt erobern liegt daran, dass es bisher nur im Labor gelingt, sie herzustellen. Eine kostengünstige Produktionstechnik muss noch entwickelt werden.
„Diese Leuchten bieten ganz neue Ansätze für unser Leben mit Licht. Sie können zudem dazu beitragen, die Kohlendioxid-Emissionen auf der Erde zu verringern“, so Shimoi. Nach seiner Ansicht hat die Nanoröhrchen-Flachleuchte das Potenzial für eine ganz neue Generation von extrem sparsamen Leuchtmitteln, um eines Tages die LEDs abzulösen. Genau das ist auch die Absicht der Entwickler von organischen Leuchtdioden, die beispielsweise von Osram und Philips schon in Kleinserie gefertigt werden.
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