Nanotechnologie
Nanotechnologie [zu nano...], Gebiet naturwissenschaftlicher Forschung und Technologieentwicklung an der Schnittstelle
(11 von 69 Wörtern)Ziele
Zu den Zielen der Nanotechnologie gehören insbesondere die Herstellung neuartiger Materialien und Werkstoffe mit außergewöhnlichen Eigenschaften sowie die Entwicklung neuer Methoden zur extrem dichten und effizienten Datenspeicherung, auf deren Möglichkeit bereits R. Feynman
(32 von 225 Wörtern)Die Entwicklung zur Nanotechnologie
Miniaturisierung: Praktisch erschlossen wurde das Gebiet der Nanotechnologie einerseits durch die ständige Verfeinerung der vorwiegend physikalischen Herstellungsmethoden der Mikroelektronik in einer Top-down-Strategie (»von oben nach unten«), die die Miniaturisierung zu immer kleineren Strukturen beinhaltet. Diese Methoden erlauben es heute auf der Basis lithografischer Verfahren, verschiedenste Materialien bis herunter zu mesoskopischen Abmessungen (mesoskopisches System) von wenigen Nanometern gezielt zu gestalten und zu strukturieren. Andererseits gestatten Verfahren der synthetischen und supramolekularen Chemie
(70 von 494 Wörtern)Nanoskalige Werkstoffe
Kompositmaterialien
Ein schon vergleichsweise reifer Zweig der Nanotechnologie widmet sich der Schaffung neuer Verbundmaterialien, sogenannter Kompositmaterialien (Nanokomposite), in denen »maßgeschneiderte«
(19 von 132 Wörtern)Vorbilder in der Natur
Ein bekanntes Beispiele für jüngerer Forschungsergebnisse der Nanowissenschaften sind die Erkenntnisse über die selbstreinigende Wirkung der Lotosblume aufgrund ihrer nanoskaligen wasserabstoßenden Oberflächenstruktur (Lotuseffekt), auf deren Basis stark schmutzabweisende Beschichtungsverfahren sowie speziell für Metalloberflächen Verfahren der Laserstrukturierung entwickelt werden konnten. Die Untersuchung der nanoskaligen Struktur von
(45 von 319 Wörtern)Nanosysteme für die Informationstechnologien
Bauelemente
In den Informationstechnologien gilt es, elektronische, optische oder magnetische Schalteinheiten zu entwickeln, die Information mit höherer Geschwindigkeit, Speicherdichte und Zuverlässigkeit verarbeiten können als die auf Silicium basierenden mikroelektronischen Bauelemente. Die durch ständige Verkleinerung bekannter Bauelemente bestimmte Entwicklung der Mikroelektronik wird voraussichtlich bald ihr Ende finden. Auf diesem Anwendungsgebiet ist die Nanotechnologie in Teilbereichen schon weit entwickelt. Beispielsweise basieren die heute in
(61 von 433 Wörtern)Photonische Informationsverarbeitung
Ergänzend zur elektronischen Datenverarbeitung kann erwartet werden, dass die photonische Datenverarbeitung (optische Datenverarbeitung), d. h. die Datenverarbeitung mit Licht, in den nächsten Jahren zunehmend an Bedeutung gewinnen wird. Allerdings sind hier grundlegende
(31 von 221 Wörtern)Zukünftige Darstellungsmedien
Durch die Nanotechnologie werden auch neue Darstellungsmedien entwickelt, wie das elektronische Papier, das auf einer dünnen Folie auf Wunsch per Funk
(21 von 147 Wörtern)Sensorik, Aktorik und Robotik mit nanoskaligen Elementen
Mikro- und nanoelektromechanische Systeme
Die Herstellungsverfahren der Mikroelektronik haben zu miniaturisierten sensorischen und aktorischen Systemen geführt (Mikroaktor, Mikromechanik), deren Abmessungen die eines daumennagelgroßen Computerchips nicht überschreiten und die Strukturen im Bereich weniger Mikrometer enthalten (1 μm = 1⁄
(32 von 237 Wörtern)Nanomanipulationsmethoden
Rastersondenmanipulation: Um auf der Nanoskala Materie gezielt manipulieren zu können, bedarf es roboterähnlicher Werkzeuge, mit denen Materie mit Nanometerpräzision bearbeitet und bewegt werden kann. Bereits existierende Werkzeuge basieren auf dem Prinzip der Rastersondenmikroskope, in denen eine feine Spitze am Ende eines langen Hebels eine Oberfläche abtastet.
(46 von 327 Wörtern)Nanoskalige Funktionssysteme in Chemie, Pharmakologie, Biologie und Medizin
Nanotechnologische Forschung dient zunehmend auch der Entwicklung miniaturisierter und parallel arbeitender Analyseverfahren in Chemie, Pharmazie, Biotechnologie und Medizin. Beispielsweise ist in der Genomforschung (Genomprojekt) und bei der Untersuchung von Proteomen eine sinnvolle Nutzung der durch Entschlüsselung des menschlichen Genoms gewonnenen Information erst durch das Verständnis der Funktion und Regulation komplexer biologischer Systeme möglich. Ähnlich wie in der Informationstechnologie
(58 von 413 Wörtern)Risiken
Über die Risiken und Gefahren von Nanomaterialien ist bislang wenig bekannt. Die 2006 eingerichtete Nanokommission der Bundesregierung, die
(18 von 126 Wörtern)Marktpotenzial
Den Anteil der Nanotechnologie an der Wertschöpfung von Produkten anzugeben, ist schwierig. Nanotechnologie dient v. a. zwei Zwecken: der Optimierung einzelner Komponenten
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