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Forschung
Wassertropfen auf Nanooberfläche

Der Nano-Effekt

Nanotechnologie gilt als Zukunftstechnologie schlechthin. Statt "immer höher, immer weiter" lautet ihr Motto "immer kleiner, immer schneller, immer effizienter". Die Nanotechnologie nutzt (neuartige) Effekte allerkleinster Strukturen im Bereich weniger Nanometer, was weit mehr ist, als nur gleiche Funktionalitäten auf kleinerem Raum zu realisieren! Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie sind immens. Die künftigen Fortschritte der Nanotechnologie entscheiden mit über die weitere Entwicklung zukunftsträchtiger Branchen. Das Bundesforschungsministerium hat hierzu die "Nano-Initiative - Aktionsplan 2015" vorgestellt.

Aktionsplan Nanotechnologie 2015

Nanotechnologie hat das Potenzial, wichtige technologische Lösungsbeiträge zu den großen gesellschaftlichen Herausforderungen wie beispielsweise der Energieversorgung zu leisten. Durch den Einsatz nanostrukturierter Materialien wird es deutliche Fortschritte bei der modernen Gebäudetechnik oder im Hinblick auf energiesparende Beleuchtungstechnologien geben. Sie werden Möglichkeiten für verbessertes Recycling oder sogar deren Ersatz bieten können. Und auch bei der medizinischen Versorgung unserer älter werdenden Gesellschaft werden Nanomaterialien unverzichtbar sein. Mit dem Aktionsplan Nanotechnologie 2015 der Bundesregierung liegt nun ein integriertes Konzept vor, Nanotechnologie zu nutzen, ohne Mensch und Umwelt zu gefährden.

Es ist das klar definierte Ziel der Hightech-Strategie für Deutschland, die Wertschöpfungspotenziale der Schlüsseltechnologien, also auch der Nanotechnologie, zu nutzen, um nicht zuletzt den TechnologieStandort Deutschland zu sichern und zu stärken. Um die Anwendungen der Nanotechnologie für Deutschland nutzen zu können, müssen aber zugleich die Auswirkungen der Nanotechnologie auf Mensch und Umwelt erforscht und mit der Öffentlichkeit diskutiert werden.

In diesem Spannungsfeld bewegt sich der Aktionsplan Nanotechnologie 2015.

Die Ziele des Aktionsplans 2015 sind:

  • Nanotechnologie sicher und nachhaltig zu gestalten,
  • die Potenziale der Nanotechnologie in Bildung und Forschung zu nutzen,
  • mit Nanotechnologie zu Wachstum und Innovation in Deutschland beizutragen,
  • die Möglichkeiten der Nanotechnologie für die Gesundheit zu nutzen,
  • die Beiträge der Nanotechnologie zu Umwelt-, Klimaschutz und zur Sicherung der Energieversorgung zu realisieren,
  • mit Nanotechnologie zu umweltfreundlicher und energiesparender Mobilität zu kommen,
  • die Möglichkeiten der Nanotechnologie für eine nachhaltige Landwirtschaft und zur Sicherung der Ernährung zu nutzen.

Aus diesen Zielen leiten sich sechs Aktionsfelder ab:

  • Forschung fördern und Technologietransfer intensivieren;
  • die Wettbewerbsfähigkeit am Standort Deutschland sichern;
  • die Risiken der Nanotechnologie erkennen, um so für einen sicheren und verantwortlichen Umgang sorgen zu können,
  • die Rahmenbedingungen verbessern.
  • die Kommunikation intensivieren und auch weiterhin mit der Öffentlichkeit Dialoge führen und
  • die deutsche Spitzenposition durch internationale Kooperation ausbauen.

Hintergrund

Nanotechnologie beschäftigt sich mit der Forschung und Konstruktion in sehr kleinen Strukturen: ein Nanometer (nm) entspricht einem millionstel Millimeter. Nano (griech: Zwerg) umfasst Forschungsgebiete aus der belebten und unbelebten Natur. Anwendungen entstehen in der Energietechnik (Brennstoff- und Solarzellen), in der Umwelttechnik (Materialkreisläufe und Entsorgung) oder in der Informationstechnik (neue Speicher und Prozessoren) aber auch im Gesundheitsbereich. Nanotechnologie ist ein Oberbegriff für unterschiedlichste Arten der Analyse und Bearbeitung von Materialien, denen eines gemeinsam ist: Ihre Größendimension beträgt ein bis einhundert Nanometer (ein Nanometer ist ein millionstel Millimeter). Die Nanotechnologie nutzt die besonderen Eigenschaften, die für viele Nanostrukturen charakteristisch sind. Die mechanischen, optischen, magnetischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften dieser kleinsten Strukturen hängen nicht allein von der Art des Ausgangsmaterials ab, sondern in besonderer Weise von ihrer Größe und Gestalt. Das heißt, dass Nanomaterialien mit gleicher Zusammensetzung aber unterschiedlicher Morphologie sich völlig anders verhalten können. Voraussetzung für die Nanotechnologie ist die Entdeckung der Arbeitsmöglichkeiten mit einzelnen Bausteinen der Materie sowie das damit zunehmende Verständnis der Selbstorganisation dieser Bausteine. So gesehen ist Nanotechnologie Ergebnis der natürlichen Evolution wissenschaftlichen Handelns, da das Verständnis und gezielte Manipulation kleinster Strukturen ein vergleichsweise junges Feld ist.

Die Nanotechnologie erarbeitet z.B. die Grundlagen für immer kleinere Datenspeicher mit immer größerer Speicherkapazität für hochwirksame Filter zur Abwasseraufbereitung, für photovoltaische Fenster, für Werkstoffe, aus denen sich in der Automobilindustrie ultraleichte Motoren und Karosserieteile fertigen lassen, oder für künstliche Gelenke, die durch organische Nanooberflächen für den menschlichen Körper verträglicher sind. Aufgrund der Vielseitigkeit dieser faszinierenden Querschnittstechnologie ist es unmöglich, hier alle Anwendungsbereiche aufzuzählen. Ein Anstieg der Nutzung von Nanotechnologie ist in immer mehr Bereichen zu beobachten.

Ausgangslage

Die industrielle Eroberung der Nanometer-Dimension hat bereits eingesetzt. Ähnlich wie in der Informationstechnik geht die Erforschung der physikalischen Grundlagen und die Entwicklung und Markteinführung erster Produkte Hand in Hand. In der Elektronik gehört die nanoskalige Strukturierung bei der Chipherstellung oder bei der Entwicklung neuer Festplatten für Computer schon heute zum Handwerk. Aber auch für viele andere in Deutschland wichtige Industriebranchen wie Chemie, Pharma, Automobilbau, Informationstechnik oder Optik hängt die künftige Wettbewerbsfähigkeit ihrer Produkte von der Erschließung des Nanokosmos ab. Die künftigen Fortschritte der Nanotechnologie sind entscheidend für die weitere Entwicklung dieser Industriesektoren.

Durch Forschungsförderung zur Spitzenposition

Durch die Forschungspolitik der EU und des BMBF nimmt heute nicht nur die Forschung in der Nanowissenschaft international einen der vordersten Plätze ein. Auch die auf Nanotechnologie-Produkte ausgerichteten Firmen haben an Anzahl und Renommee deutlich zugelegt. Grob geschätzt besitzen die USA und Europa etwa gleich viele Unternehmen mit Bezug zur Nanotechnologie. Etwa die Hälfte der in Europa ansässigen Firmen stammt aus Deutschland. Auf dem Gebiet der Nanotechnologie ist die Bundesrepublik dadurch die Nummer 1 in Europa.

Einen wesentlichen Beitrag dazu leistete die konsequente Förderpolitik. Mit rund 440 Millionen Euro an öffentlichen Fördermitteln steht Deutschland dabei in Europa an der Spitze. Das BMBF hat Projekte zur Nanotechnologie seit Anfang der 90er Jahre gefördert. Seit 1998 wurden allein die im Rahmen der Projektförderung des BMBF bereitgestellten Fördermittel für Nanotechnologie vervierfacht. Als unterstützende Infrastruktur wurden parallel dazu Kompetenzzentren aufgebaut. Die Anstrengungen des BMBF für die Nanotechnologie sollen nochmals deutlich gesteigert werden, damit wir unsere Chancen schneller und nachhaltiger nutzen können als die Konkurrenz.

Aus dieser guten Position heraus kommt es darauf an, die Weichen für die künftige Entwicklung richtig zu stellen und vor allem die Anwendungspotenziale für den Wirtschaftsstandort Deutschland zu erschliessen. Die Innovationsinitiative "Nanotechnologie erobert Märkte" zielt darauf ab, die in den einzelnen Fachgebieten geförderten Aspekte der Nanotechnologie zu einer nationalen Gesamtstrategie zu bündeln.

Zusatzinformationen

Publikationen

  • nano.DE-Report 2013 ID = 1711

    Titelbild der Publikation

    Status quo der Nanotechnologie in Deutschland

    2014, 126 Seiten
    Bestell-Nr.: 30925

    Kostenlos bestellen

    Download [PDF - 4,30 MB] (URL: http://www.bmbf.de/pub/nano.DE-Report_2013_bf.pdf)

  • nano.DE-Report 2013 ID = 1793

    Titelbild der Publikation

    Nanotechnology in Germany today

    2014, 126 Seiten

    Download [PDF - 4,07 MB] (URL: http://www.bmbf.de/pub/nanoDE_Report_2013_englisch_bf.pdf)

  • nano.DE-Report 2011 ID = 1754

    Titelbild der Publikation

    Status Quo der Nanotechnologie in Deutschland

    2011, 96 Seiten

    Download [PDF - 2,71 MB] (URL: http://www.bmbf.de/pub/nanoDE-Report_2011_ohneGruszwort_nicht_bar.frei.pdf)

  • nano.DE-Report 2009 ID = 1050

    Titelbild der Publikation

    Status Quo der Nanotechnologie in Deutschland

    2009, 96 Seiten

    Download [PDF - 4,20 MB] (URL: http://www.bmbf.de/pub/nanode_report_2009_ohneGruszwort-nichtbar.frei.pdf)

Hier finden Sie die lieferbaren Materialien.
(URL: http://www.bmbf.de/publikationen/)

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    • PT Nano- und Werkstofftechnologien
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    • Faxnummer: 0211 / 6214-484
    • E-Mail-Adresse: nano@vdi.de
    • Homepage: http://www.vditz.de/forschungsfoerderung/nano-und-werkstoffe/
 

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