Nano Tech: Die Basics

Unsere Welt hat sich in eine wunderbare technologische Sphäre verwandelt, in der der Alltag ein Wunder ist. Eines dieser Wunder ist die spektakuläre Entdeckung der Nanopartikel, die den Weg zur Erfindung herrlicher Geräte, Werkzeuge, Medikamente und vieles mehr ebnete!

Also lasst uns einsteigen und herausfinden, was eigentlich Nanotechnologie ist?

Was ist NanoTechnologie?

Unter Nanotechnologie versteht man das Entwerfen, Konstruieren und Nutzen von funktionellen Strukturen mit mindestens einer charakteristischen Dimension, gemessen in Nanometern, die aufgrund der begrenzten Größe ihrer Bestandteile Partikel oder Moleküle neue und deutlich verbesserte physikalische, chemische und biologische Eigenschaften, Phänomene und Prozesse aufweisen können.

Der Grund für dieses interessante und sehr nützliche Verhalten liegt darin, dass, wenn charakteristische strukturelle Merkmale zwischen isolierten Atomen und makroskopischen Massenmaterialien liegen, d.h. im Bereich von etwa 10 Potenzen 9m bis 10 Potenzen 7 m (1 bis 100 nm), die Objekte physikalische Eigenschaften aufweisen können, die sich wesentlich von denen unterscheiden, die entweder durch Atome oder Schüttgüter angezeigt werden. Letztendlich kann dies sowohl zu neuen technologischen Möglichkeiten als auch zu neuen Herausforderungen führen.

Norio Taniguchi, ein japanischer Professor, prägte 1974 den Begriff „Nanotechnologie“. Über dreißig Jahre später ist noch immer nicht ganz klar, was Nanotechnologie ist: Die National Nanotechnology Initiative, gegründet von der Clinton Administration im Jahr 2000, definiert Nanotechnologie als das „Verständnis und die Kontrolle der Materie“ auf der Nanoskala, die Biologie, Chemie, Materialwissenschaften, Physik und Ingenieurwesen umfasst, die auf der Nanoebene arbeiten: Materialien auf der atomaren Ebene zu schaffen ist Nanotechnologie. Die Veränderung von Molekülen ist auch die Nanotechnologie.

Im Nanobereich verhalten sich Materialien nicht entsprechend ihren Schüttguteigenschaften. Über die Eigenschaften von Materialien auf dieser Ebene ist nicht viel bekannt, weshalb so viel Forschung notwendig ist: Mit Hilfe der Nanotechnologie werden Nanomaterialien entwickelt, die in zahlreichen Bereichen eingesetzt werden, von der Elektronik über die Strukturtechnik bis hin zur Medizin.

Die Anwendungen der Nanotechnologie in der Medizin reichen von sehr optimistisch bis hin zu Veränderungen in der Medizin. In der Medizin wird die Nanotechnologie in der Hoffnung erforscht, dass Nanobots, Roboter im Nanomaßstab, zur Reparatur von Zellschäden eingesetzt werden können.Nanotechnologie könnte eingesetzt werden, um die Lieferung von Medikamenten bei Krebspatienten mit Nanopartikeln gezielt zu fördern, wodurch der Einsatz von Chemotherapie gänzlich überflüssig wird.An der University of Central Florida wurde ein Nanopartikel entwickelt, der als Sensor für Cholera in der Wasserversorgung eingesetzt werden kann. Derzeit besteht die einzige Behandlung für Cholera darin, einen Patienten vorzugsweise intravenös zu rehydrieren.

Damit die Nanotechnologie vorankommt, müssen Wissenschaftler und Ingenieure aus verschiedenen Bereichen zusammenarbeiten, um neue Entdeckungen zu machen. Eine solche Überschneidung besteht in der Entwicklung des nanothermischen Transports. Da elektronische Geräte kleiner werden, nimmt die Wärmedichte von Geräten dramatisch zu. Um die Wärme aus den Geräten zu entfernen, werden Nanomaterialien wie z.B. Kohlenstoff-Nanoröhrchen von Ingenieuren und Wissenschaftlern in Zusammenarbeit entwickelt.

Nanotechnologie ist ein Schlagwort in unserer Kultur, aber es ist viel mehr. Die Nanotechnologie beeinflusst seit Jahren die Technologie, die wir täglich einsetzen. Und es wird sich auch in den kommenden Jahren auf die Gegenstände auswirken, die wir verwenden. Von den Reifen an unseren Autos über das Handy in unserer Tasche, den Sonnenschutz, aus dem wir Haushaltswaren herstellen, bis hin zu den Materialien, aus denen sie hergestellt werden, wirkt die Nanotechnologie auf fast unbegrenzte Weise und ist überall um uns herum. Teile dieser Artikel wurden alle in irgendeiner Weise auf der Nanoskala entwickelt, um sie für unseren Gebrauch zu verbessern.