„Nano“ heißt das Steckenpferd der Industrie, die Hoffnung der Wirtschaft, die Dollarzeichen in den Augen der Börsenmakler. Enthusiasten sehen in der Entwicklung der Nanotechnologie gern einen revolutionären Quantensprung für die Menschheit, ähnlich der Erfindung der Schrift oder der Entwicklung der Computertechnik. Nanotechnologie gilt als die Zukunftstechnologie, und so fördert auch der Bund diverse Forschungsprojekte.
Mit Silber beschichtete Kleidung, die nicht nach Schweiß riechen soll, Sonnenschutz-Cremes mit Nanopartikeln, Nano-Lack auf Autos, Nano-Oberflächenversiegelung, sogar im Essen werden mittlerweile Nanopartikel eingesetzt (darüber bald mehr) – während die Verbraucher schon munter Produkte einkaufen, die (zumindest angeblich) auf Basis der Nanotechnologie entwickelt wurden, wittern Kritiker Unrat.
Sie befürchten, dass das ungezwungene Herumprobieren in dieser Dimension und das Freisetzen kleinster Teilchen, die sogar die Blut-Hirn-Schranke zu passieren vermögen, zu einer mindestens ebenso großen Gefahr werden könnte wie atomare Technik oder Genmanipulation. Schöne neue Nanowelt? Wer weiß. Zum Glück wird auch die Grundlagenforschung zur Risikoabschätzung staatlich gefördert.
Definition: Was versteht man unter Nanotechnik oder Nanotechnologie?
„Nanotechnik“ oder „Nanotechnologie“ ist der Überbegriff für eine Vielzahl an Verfahren aus unterschiedlichsten Forschungsbereichen – Biologie, Mikrobiologie, Biochemie und Chemie beteiligen sich genauso an der Forschung im Nanometerbereich wie Physik, Elektrotechnik und Halbleitertechnologie. Und das in ultrakleinen Dimensionen. Nicht umsonst wählte man die Vorsilbe „nano“, die aus dem Griechischen stammt und soviel wie Zwerg bedeutet.
Nano-Forscher arbeiten mit Materieteilchen, die zwischen einem und 100 Nanometern (nm) groß – oder vielmehr klein sind. Ein Nanometer entspricht dem Millionsten Teil eines Millimeters. Dagegen kommt die Mikrotechnik geradezu plump daher: Sie arbeitet in Bereichen zwischen ein bis eintausend Mikrometern, und ein Mikrometer ist vergleichsweise riesig, er entspricht dem tausendsten Teil eines Millimeters.
Warum interessieren sich Forscher und Industrie für diese winzigen Materieteilchen?
Der Grund ist: Im Forschungsgebiet der Nanotechnik gelten nicht mehr die üblichen Naturgesetze der klassischen Physik, sondern die Gesetze der Quantenmechanik. Und das bedeutet, dass längst bekannte und vertraute Materialien ganz überraschende, andersartige Eigenschaften entfalten können. Da winken ganz neue Anwendungsbereiche – und viel Geld.
Die Geschichte der Nanotechnik ist einerseits sehr jung, andererseits machte man sich schon vor Jahrhunderten Nano-Effekte zunutze, z. B. bei gotischen Glasfenstern. Zum Färben eines besonderen Glases wurden winzige Mengen Gold eingesetzt. Die feinstverteilten Goldpartikel erzeugten ein wunderbar rubinrot leuchtendes Fensterglas.
Heute will man nicht per Versuch und Irrtum in der Nanowelt herumstöbern und zufällig nützliche Effekte finden. Doch erst seit 1981 ist es überhaupt machbar, einzelne Atome anzuschauen und sie gar herumzuschubsen oder annähernd gezielt zu bewegen: Die Erfindung des Rastertunnelmikroskops durch die Physiker Heinrich Rohrer und Gerd Binnig, und das daraus weiterentwickelte, 1986 vorgestellte Rasterkraftmikroskop von Gerd Binnig, Calvin Quate und Christoph Gerber machten es erst möglich.
Was verspricht man sich von Nanotechnik?
Nanotechnologie scheint eine Lösung für ressourcenschonende Produkte zu sein und ist in allen High-Tech-Branchen sehnsüchtig erwartet: Immer kleinere, leichtere, schnellere und weniger Energie und weniger Rohstoffe verbrauchende Module werden beispielsweise in der Computerindustrie gewünscht. Mit Nanomaterialien beschichtete Oberflächen sollen das Saubermachen künftig (fast) unnötig machen: Der Lotus-Effekt für selbstreinigende Oberflächen ist mittlerweile weiten Bevölkerungskreisen bekannt.
Auch verbesserte medizinische Möglichkeiten stehen als strahlende Visionen am Horizont von Forschern, Firmen und Regierungen weltweit: Von Miniaturrobotern, die im Blut herumschwimmen und genauere Diagnosen oder präzisere Operationen ermöglichen über künstliche Materialien für Mikro-Implantate, wirksamere und gleichzeitig qua geringer Dosierung unschädlichere Medikamente reicht das Spektrum der Hoffnungen für die Nanomedizin.
Links zum Thema:
Projekte NanoCare und NanoNature des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)
Broschüre des Umweltbundesamtes zur Nanotechnik als PDF (Stand 2/2010)
Studium: Nanotechnologie studieren, z. B. in Kaiserslautern (Nano-Biotechnology), Erlangen, Hannover, Würzburg,
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