Kieselalgen offenbaren unter dem Mikroskop eine unüberschaubare Vielfalt an extrem feinen und porösen Mikro- und Nanostrukturen. Amerikanischen Materialforschern gelang es nun, aus diesen Wunderwerken der Natur nützliche Bauteile für hochempfindliche Sensoren oder optoelektronische Schaltkreise herzustellen.

Atlanta (USA) - In der Zeitschrift "Nature" berichten sie über ein neues Verfahren, mit dem das Siliziumoxid der Algenskelette in den elektronisch und optisch nutzbaren Halbleiter Silizium umgewandelt werden kann. Dabei ist wichtig, dass die natürlichen Strukturen nicht verloren gehen.

"Dieser Prozess ermöglicht die Synthese von mikroporösem, nanokristallinem Silizium mit vielfältigen dreidimensionalen Strukturen", schreiben Zhihao Bao und seine Kollegen vom Georgia Institute of Technology in Atlanta. Dazu heizten sie die Kieselalgen für knapp drei Stunden auf etwa 650 Grad Celsius in einer Atmosphäre aus verdampftem Magnesium auf. Bei diesem Prozess entrissen die Metalldämpfe dem Siliziumoxid den Sauerstoff. Zum Schluss bestanden die feinen Strukturen aus Magnesiumoxid und kristallinem Silizium. Mit Salzsäure konnten die Forscher das Magnesiumoxid entfernen, so dass nur noch der reine Halbleiter übrig blieb.

Für den Bau von Computerchips sind diese Siliziumstücke zwar nicht geeignet, doch für hochempfindliche Sensoren und Module für die optoelektronische Datenverarbeitung sind sie umso interessanter. So zeigte ein erster Sensor für Stickoxid-Gase, hergestellt aus der Kieselalge Aulacoseira, eine extrem große Oberfläche und eine sehr hohe Nachweisempfindlichkeit. Da Silizium mit solch feinen Strukturen auch zur Aussendung von Licht angeregt werden kann, können sich die Forscher vorstellen, diese umgewandelten Algenskelette auch für optoelektronische Schaltkreise zu nutzen.