Nanotechnologie

Nanotechnologie

Jeden Monat stellen wir eine der 17 Innovationsstrategien der Hightech-Strategie ausführlich vor. Im Juli 2007 war es die Nanotechnologie. Wir zeigen, welche Auswirkungen sie für unser tägliches Leben hat.

Nanoforschung und Nanotechnologie werden unsere Welt verändern. Innovative Produkte mit heute kaum vorstellbaren Möglichkeiten erleichtern künftig unser tägliches Leben. Auch in der Medizin zeichnen sich ganz neue Chancen ab, um bisher schwer heilbare Krankheiten in den Griff zu bekommen.

Von der Natur lernen

Gießen Sie ruhig Kaffee auf meine neue Krawatte. Er wird abperlen - ebenso wie Öl oder andere Flüssigkeiten. Ist die Krawatte aus Plastik? Nein, sie besteht aus ganz normalem Stoff. Ihre Beschichtung ist so dünn, dass man sie auch unter dem besten Lichtmikroskop nicht erkennen kann.

Aber das Besondere an der Beschichtung ist nicht, dass sie undurchlässig für andere Substanzen ist. Es sind die winzig kleinen Noppen. Durch diese berühren Flüssigkeiten die Oberfläche nur zu zwei bis drei Prozent und haften daher nicht. Beim Abtropfen nehmen sie Schmutz von der Oberfläche mit.

Wassertröpfchen auf einem Kapuzinerkresseblatt, abgebildet mit einem speziellen Elektronenmikroskop

Lotuseffekt: Wassertröpfchen auf einem Kresseblatt

Foto: REM-Labor/Uni Basel

Solche Beschichtungen gibt es übrigens auch für Brillen. Fingerabdrücke, Schmutz, Öl, Fett, alles kein Problem. Das Prinzip ist der Natur abgeguckt, denn derartige Noppen finden sich auch auf Lotusblättern, Kohl, Kapuzinerkresse und Bananen.

Die vielleicht derzeit spektakulärste Querschnittsforschung macht es möglich: die Nanotechnologie. Die Wissenschaft nutzt die Tatsache, dass viele Materialien neue Eigenschaften bekommen, wenn sie in kaum vorstellbar winzigen Partikeln verwendet werden.

> Was ist Nanotechnologie?

Nano erorbert den Alltag

Noch gibt es nur wenige Produkte, bei denen die besonderen Eigenschaften von Nanoteilchen eingesetzt werden. So enthalten neue Sonnenschutzcremes Nanoteilchen, die ultraviolette Strahlung reflektieren und gleichzeitig völlig farblos sind. Autolacke werden durch einen Überzug in Nanodicke kratzfest. Im Haushalt wird es mehr und mehr Flächen geben, deren Reinigung kaum noch Arbeit macht.

Besonders wichtig ist es, die Bauteile in der Mikroelektronik immer mehr zu verkleinern. Das und die Analysemöglichkeiten durch Elektronenmikroskope ermöglichen Computer, die extrem leistungsfähig sind. Solche Computer finden sich inzwischen in fast allen Bereichen des täglichen Lebens. Inzwischen gibt es kaum noch Autos, Telefone oder Haushaltsgeräte ohne einen eingebauten Minicomputer.

Atomare Struktur von Nanopartikeln

Atomare Struktur von Nanoteilchen

Foto: INM Leibnitz-Institut für neue Materialien GmbH

Aber auch beim Brandschutz und bei der Wärmespeicherung können Nanoteilchen Wesentliches leisten. In andere Materialien eingelagerte Nanoteilchen können einzelne Eigenschaften des Materials verändern, wobei andere gleich bleiben.

So kann sich beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit ändern, während gleichzeitig die optischen Eigenschaften eines Materials konstant bleiben. Große Erwartungen für jeden Einzelnen von uns bestehen beim Einsatz der Nanotechnologie im medizinischen Bereich.

> Nanotechnologie in der Gesundheitsforschung

Bundesregierung fördert Nano

Die neuen Möglichkeiten sind derzeit kaum vorhersehbar. Fachleute schätzen den weltweiten Umsatz mit Produkten der Nanotechnologie im Jahr 2015 auf bis zu eine Billion Euro.

Deshalb ist es außerordentlich wichtig, dass Deutschland in der Spitzengruppe der Länder bleibt, die auf diesem Gebiet forschen. Vor allem die schnelle Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnisse in innovative Produkte ist eine der Kernaufgaben für die kommenden Jahre. Die Bundesregierung fördert zahlreiche Projekte, gebündelt in der „Nano-Initiative - Aktionsplan 2010“ des Bundesforschungsministeriums.

> Förderung der Nanoforschung durch die Bundesregierung

Risiken durch Nanoteilchen?

Von der Natur geschaffene Nanopartikel und nanotechnologisch hergestellte Materialen sind unvorstellbar klein oder dünn. Stellen solche Teilchen eine Gefahr für Mensch oder Umwelt dar?

Noch gibt es keine Hinweise darauf, dass diese Sorge gerechtfertigt sein könnte. Dennoch widmen sich mehrere Forschungsprojekte dieser Problematik, damit Gefahren rechtzeitig erkannt werden können.

> Sicherheit der Nanotechnologie

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