Grafeengaas, buckybal en nanobuis hebben er een broertje bij: schwarziet

Koolstofatomen verbonden met elkaar in een hexagonaal rooster (gelijkend op een honingraat) vormen een tweedimensionaal oppervlak dat bijzondere eigenschappen heeft: niet alleen is het ultradunne gaas supersterk, het heeft ook een enorme elektrische geleidbaarheid. Sinds de ontwikkeling van een gemakkelijk procédé om grafeen te maken (zo heet het gaas) wordt er dan ook druk gezocht naar toepassingen van dit wondermateriaal.

Als je een laagje grafeen oprolt tot een cilinder, krijg je een nanobuis. Nanobuizen werden (gek genoeg) al in de jaren 1990 ontdekt. Ze vormen de basis onder de nanotechnologie. Buckyballen zijn dan weer moleculen die enkel uit koolstofatomen bestaan, samengepakt in de vorm van een voetbal – we kennen ze al sinds de jaren 1980. De nanobuizen, buckyballen en het grafeengaas zijn voorbeelden van zogeheten fullereren, moleculen of structuren die alleen uit koolstofatomen bestaan.

Amerikaanse fysici menen nu dat de familie van de fullerenen er een nieuw lid bijheeft: het schwarziet. Daarin liggen de koolstofatomen (nog altijd volgens een hexagonaal patroon) geschikt in een zogenaamd zadeloppervlak, een oppervlak met een negatieve kromming – denk aan de bekende Pringles-chips. Het nieuwe fullereen werd vernoemd naar de 19^de-eeuwse Duitse natuurkundige Hermann Schwarz, die negatief gekromde oppervlakken bestudeerde.

De onderzoekers maakten het schwarziet overigens niet zelf, maar konden het identificeren in een reeks nieuwe koolstofstructuren die collega’s van hen in Japan en Zuid-Korea eerder al hadden ontwikkeld. Die vorsers gebruikten hiervoor zeolietmineralen, waarin ze het schwarziet lieten groeien totdat het de nieuwe, negatief gekromde vorm had aangenomen.