Hochleitfähig

Hochleitfähig ist ein Adjektiv aus dem Deutschen, das Materialien beschreibt, die eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Der Begriff wird überwiegend im Zusammenhang mit elektronischer Leitfähigkeit verwendet, kann aber auch auf ionische Leitfähigkeit in Elektrolyten angewendet werden. Hochleitfähige Stoffe ermöglichen einen geringen Widerstand gegen den Fluss von elektrischem Strom.

Die physikalische Größe dahinter ist die Leitfähigkeit σ, gemessen in Siemens pro Meter (S/m). Der kehrwertige Parameter ist der spezifische Widerstand ρ (Ohm·Meter). Leitfähigkeit hängt wesentlich von Temperatur, Reinheit, Kristallstruktur und Defekten im Material ab. In Metallen steigt in der Regel die Leitfähigkeit, wenn die Temperatur sinkt, weil Streuung durch Phononen reduziert wird. Messungen erfolgen oft über Kontaktmethoden wie den Vier-Ppunkt-Verfahren; in Elektrolyten gelten andere Einheiten, häufig S/cm.

Typisch hochleitfähige Materialien sind Metalle wie Kupfer, Silber, Gold und Aluminium. Darüber hinaus existieren kohlenstoffbasierte Systeme (z. B. Graphit, Graphen) sowie spezialisierte elektrolytische Systeme, die hohe Leitfähigkeit aufweisen. Die Auswahl hängt von Anwendungsfall, Temperatureinsatzbereich, Kosten und Korrosionsbeständigkeit ab.

Anwendungen umfassen elektrische Leitungen, Leiterbahnen in elektronischen Bauteilen, Abschirmungen gegen elektromagnetische Störungen sowie Elektroden in Batterien und Brennstoffzellen. Die Leistungsfähigkeit eines Systems wird nicht nur durch die Materialleitfähigkeit, sondern auch durch Querschnitt, Länge, Temperatur und mechanische Belastungen bestimmt.