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In dieser Arbeit wurden einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren vor und nach einer chemischen Derivatisierung systematisch untersucht. Methoden für die Aufreinigung wurden entwickelt und optimiert und die gereinigten Nanoröhren einer umfassenden Analyse zur Strukturaufklärung unterzogen. Erstmals konnten C-Atome in Carbonsäure-Gruppen von denen in Carbonyl-Gruppen und an Hydroxy-Gruppen unterschieden werden. Ferner konnte die elektronische Struktur der Nanoröhren ermittelt werden. Es konnte bspw. eine p-Dotierung nachgewiesen werden, die aus der Oxidation resultiert. Für die chemische Funktionalisierung der Seitenwände der Nanoröhren wurden erstmals dendritische Strukturen verwendet. Insgesamt wurden drei neue Verfahren verwendet: 1) Nitren-Reaktion zur Funktionalisierung der Seitenwände, 2) nukleophile Addition eines Carbens (Reichel-Carben), die erstmals zu einer rein organischen n-Dotierung von Nanoröhren führt, 3) Addition eines photoinduzierten Radikals. An den so funktionalisierten Nanoröhren wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, bspw. unterschiedliche Löslichkeiten der Derivate in Abhängigkeit von den Reaktionsarten und den Addenden und mit den Ergebnissen anderer Gruppen verglichen.