Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

Nanomaterialien - kleine Dimensionen, große Effekte

Die Forschung im Bereich der Nanotechnologie beschäftigt sich mit den kleinsten Partikeln, aus denen sich Werkstoffe und andere Materialien zusammensetzen. Das genaue Wissen um ihren Aufbau bietet die Möglichkeit, Produkte exakt auf die Anforderungen ihres Verwendungszwecks zuzuschneiden: Sie schützen Autos vor Zerkratzen, sanitäre Anlagen vor Schmutz und Menschen vor UV-Strahlung. Darüber hinaus ist es mit Nanotechnologie möglich, in vielen anderen Bereichen Innovationen auf den Weg zu bringen.

Das Einsatzfeld der Nanotechnologie ist aufgrund seiner grundlegenden Erkenntnisse besonders groß. Ob in Elektronik, Biotechnologie, Chemie, Medizin oder Ingenieruswissenschaft, die Erforschung der kleinsten Strukturen bietet für alle Bereiche neue Entwicklungschancen.

Die Materialien, die in der Nanostrukturforschung entwickelt werden, sind mit unter 100 Nanometern etwa 1000 Mal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haars. Auf dieser kleinsten Ebene können die Grundlagen für Werkstoffe mit besonderen Eigenschaften gelegt werden. Dies basiert auf der Tatsache, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bei diesen Partikeln besonders groß ist. Die daraus resultierende hohe Reaktivität bietet die Möglichkeit, Werkstoffe spezifischer auf den jeweiligen Verwendungszweck auszurichten, was häufig durch die Entwicklung neuartiger Beschichtungen gelingt.

Die Anforderungen an die jeweilige Struktur ist dabei abhängig von den erforderlichen Nutz- und Schutzfunktionen von Oberflächen, an denen die wesentlichen Reaktionen mit gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen ablaufen. Ein gutes Beispiel hierfür ist Hitzebeständigkeit, Verschmutzungsresistenz oder eine Verbesserung der Biokompatibilität von Produkten. Ebenso wäre Kratzfestigkeit, Schutz vor Oxidation oder der Schutz vor Verschleiß denkbar.  Das Spektrum der Einsatzmöglichkeit reicht hierbei von alltäglichen Gütern bis in die High-Tech-Industrie und bringt so ein erhebliches wirtschaftliches Potenzial mit sich.

Bereits heute sind Erkenntnisse der Nanotechnologie im Alltagsleben zu finden: Kratzfähige Autolacke, wasserabweisende Beschichtungen von Sanitäranlagen und UV-absorbierende Sonnencremes sind ebenso auf diese Forschung zurückzuführen wie die Entwicklung magnetischer Schichten von Computerfestplatten.

Doch auch jenseits der Werkstoffe hat die Nanotechnologie ein breites Einsatzfeld. In der Medizin wird mit speziellen Nanopartikeln in der Tumorbekämpfung geforscht. Oberflächenmodifizierte magnetische Partikel sollen hier Tumore markieren und sie in einem magnetischen Wechselfeld lokal überhitzen und somit zerstören.

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  Auto der Zukunft - Nanostoffe gegen Schmutz

  Kaffee, Ketchup oder Cola auf dem Fahrzeugsitz sind mehr als ärgerlich. Der Fleck lässt sich nur schwer entfernen, meist ist er trotz vieler Bemühungen auch später noch zu sehen. Langfristig sorgen auch Staub und andere Luftinhalte für die Verschmutzung von Polstern und Innenraumtextilien. Ein nanoskaliges Imprägniersystem, das derzeit in einem Verbundprojekt entwickelt wird, soll solche Probleme gar nicht erst entstehen lassen. Die behandelten Stoffe werden nicht nur leichter zu reinigen sein, sondern sind antibakteriell, geruchshemmend und Schmutz abweisend.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/4809.php)
   
  

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  Nanotechnologie in der Medizin - Ein ganz besonderer Überzug

  Richtig schöne Zähne, wer träumt nicht davon? Ein strahlendes Lächeln macht attraktiv und sympathisch. Das trägt zur Lebensqualität bei. Doch Karies, Parodontose oder Unfälle können den Traum naturgesunder, geschlossener Zahnreihen schnell zerstören. Ist ein Zahn verloren, möchten ihn viele Menschen möglichst "unsichtbar" ersetzen lassen. Eine Lösung besteht in dem Einsetzen von Zahnimplantaten.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/4794.php)