Cluster Nanotechnologie

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Nanotechnologie allgemein

Größenmaßstäbe in der Welt der Nanotechnologie

Ein Nanometer verhält sich zu einer CD etwa wie eine CD zur Erde.
Durchmesser Erde = 12.756 km / Durchmesser CD = 12 cm.

Die Nanotechnologie ist eine der Schlüsseltechnologien dieses Jahrhunderts. Durch moderne Prozesstechnologien werden schon seit Jahren gezielt nanoskalige Strukturen, z.B. dünne Schichten zur Entspiegelung von Brillengläsern, hergestellt. Durch die zunehmende industrielle Beherrschung der Nanoskaligkeit bei der Herstellung und Weiterverarbeitung ergeben sich noch nie dagewesene Systemeigenschaften und Funktionalitäten. Dies führt zu völlig neuartigen und erheblich verbesserten Produkteigenschaften; Autolacke werden kratzfest oder Datenspeicher noch leistungsfähiger. In vielen Bereichen der Industrie hat die Nanotechnologie längst Einzug gehalten. Die Speicherung großer Datenmengen wäre ohne Nanotechnologie nicht denkbar, die kleinsten Transistoren in der Hochvolumenfertigung haben aktuell charakteristische Größen von etwa 10nm, typische Gateoxide solcher MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) sind nur noch wenige Atomlagen, also etwa 1 bis 2 Nanometer dick. In der Medizin sind durch nanotechnologische Ansätze neue Diagnostik- und Therapieverfahren möglich, Gehirntumore werden bereits mit einer gezielten Nanotherapie durch lokale Erhitzung bekämpft und führen im Mittel zu einer durchschnittlichen Verdopplung der Lebenszeit der Patienten, gegenüber der herkömmlichen Chemotherapie (http://www.magforce.de/).

Trotzdem steht die Nanotechnologie in der Industrie erst am Anfang und bietet ein außerordentlich hohes Potenzial für völlig neue Entwicklungen, z.B. wurde in der medizinischen Grundlagenforschung demonstriert, dass sich zukünftige Medikamente den Tumor selbst suchen und nur diesen lokal bekämpfen könnten.

Eine eigenständige Nanoindustrie gibt es nicht. Die Nanotechnologie ist eine Querschnittstechnologie. Sie stellt an sich keine neue industrielle Branche dar, sondern ist vielmehr ein erweiterter Baustein in den unterschiedlichsten Industriezweigen. Dies reicht von der Mikroelektronik über Informationstechnologie zur Biotechnologie, Pharmazie und Kosmetikindustrie bis hin zur Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt. Der weltweite Umsatz mit Nanotechnologie beträgt nach einer Veröffentlichung von BCC-Research 39,2 Mrd. US Dollar in 2016 und wird bis 2021 auf 90,5 Mrd. US Dollar steigen. Dabei stellen die Produkte, in denen Schichten und Partikel verwendet werden, die Hauptanwendungen dar. Die internationalen Aktivitäten sind besonders in den USA und Asien sehr ausgeprägt und werden durch große öffentliche Förderprogramme unterstützt. Aber auch die europäische Union und das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) stellen beträchtliche Mittel für die Erforschung der Nanotechnologie zur Verfügung. Dabei sind Europa und Deutschland besonders stark im Bereich Chemie und Materialien der Nanotechnologie. Für die Zukunft wird erwartet, dass fast jeder Industriebereich in irgendeiner Form durch die Nanotechnologie beeinflusst wird. Bei den erwartungsgemäß am stärksten von der Nanotechnologie beeinflussten Bereichen handelt es sich aus internationaler Sicht um die Bereiche Chemie, Life Sciences und Elektronik.