"Nano" in aller Munde

Das Wort "Nano" stammt aus dem Griechischen (nannos oder nanos) bzw. dem Lateinischen (nanus) und bedeutet "Zwerg". Daran kann man bereits erkennen, dass es sich bei "Nano" um kleine Dinge handeln muss - genauer gesagt winzig Kleines, denn es handelt sich um den milliardsten Teil eines Ganzen. Die Bezeichnung "Nano" kann sich dabei auf ein Volumen, eine Gewichtsangabe, eine Zeiteinheit oder ein Längenmaß beziehen. In der Nanotechnologie steht die Vorsilbe "Nano" für ein Längenmaß.

Ein Nanometer (abgekürzt 1 nm) ist ein milliardstel Meter (0,000 000 000 1 m = 1/1 000 000 000 m = 10-9 m). Oder anders gesagt: ein Meter enthält demnach eine Milliarde Nanometer.

Wie kann man sich "Nano" vorstellen?

Was sich im Bereich von Nanometern befindet, ist für das bloße Auge nicht mehr erkennbar. Selbst optische Mikroskope schaffen es nicht, Teilchen in diesem Bereich sichtbar zu machen. Es benötigt spezielle Mikroskope wie ein Rastertunnelmikroskop, um die winzigen Strukturen so abzubilden, dass sie auch mit menschlichem Auge betrachtet werden können.

Das Verhältnis von einem Nanometer zu einem Meter kann man sich auch wie das Verhältnis einer Murmel (Durchmesser ca. 12 mm) zur Erde (Durchmesser ca. 12.700 km) vorstellen.

Größenvergleich zwischen einer Murmel und der Erde
Darstellung einer Murmel und der Erdkugel zur Veranschaulichung des Größenvergleichs

Weitere Beispiele ...

  • der menschliche Fingernagel wächst jede Sekunde um ca. 1 Nanometer
  • landet eine Möwe auf einem Flugzeugträger, so sinkt dieser um ca. 1 Nanometer
  • in der Zeit, die es braucht den Rasierer anzuheben, wächst das männliche Barthaar um ca. 1 Nanometer

Was versteht man unter "Nanotechnologie"?

Die "Nanotechnologie" ist jene Technologie, die sich die besonderen Eigenschaften von Atomen und Molekülen im Nanometerbereich zunutze macht bzw. die in der Lage ist, diese im Nanometerbereich zu beobachten und zu bearbeiten.

Sie umfasst eine Vielzahl von Wissensgebieten, die sich voneinander nicht genau abgrenzen lassen - alle haben aber gemeinsam, dass sie sich mit der absichtlichen Entwicklung, Produktion und Nutzung von Teilchen und Strukturen beschäftigen, die sich im Bereich von 1 - 100 Nanometern befinden.

Diese Querschnitttechnologie bedient sich der Kenntnisse aus Bereichen wie Physik, Chemie, Biologie, Medizin etc. Durch die Verknüpfung der unterschiedlichen Disziplinen stellt sie nicht nur ein neues Gebiet im Bereich der Wissenschaft und Technik dar, sondern auch eine neue Art und Weise wie diese Wissensbereiche betrachtet und angewendet werden können.

Die Verfahren, Techniken und Methoden im Bereich der Nanotechnologie sind sehr unterschiedlich und vielfältig, deshalb kann man auch nur schwer von "der" Nanotechnologie sprechen.

Wo findet die Nanotechnologie Anwendung?

Die Anwendungsgebiete der Nanotechnologie sind breit gefächert - zahlreiche Produkte werden schon mit ihrer Hilfe hergestellt. Verbraucherprodukte wie Lebensmittel, Kosmetika, Bekleidung oder IT-Anwendungen gehören dazu. Aber auch im Bereich der Gesundheit und Umwelt wird diese neue Technologie genutzt.

Was hat es mit "Nanopartikel" auf sich?

Nanos (griechisch "Zwerg") + Particulum (lateinisch "Teilchen") => Nanopartikel

Nanopartikel sind so klein, dass wir sie mit bloßem Auge nicht wahrnehmen können, obwohl wir laufend von ihnen umgeben sind. Sie können nämlich einerseits der Natur entstammen oder andererseits künstlich (synthetisch) erzeugt werden.

In der Natur entstehen Nanopartikel z.B. bei Verbrennungen (Rußteilchen von Vulkanausbrüchen, Waldbränden, etc.) oder sie sind in Form von biologischen oder chemischen Strukturen (Hai-Schuppen für wirbelfreies und reibungsarmes Tauchen, Lotus-Effekt bei Pflanzen, Eiweiße im Blut, etc.) vorzufinden.

Diese winzigen Teilchen können aber auch künstlich (synthetisch) vom Menschen hergestellt werden - unbeabsichtigt z.B. durch Verbrennung von Diesel in Form von Dieselruß oder beabsichtigt z.B. im Labor.

Die Eigenschaften von Nanopartikel werden maßgeblich von ihrer Größe und Gestalt, aber auch von ihren Oberflächeneigenschaften und inneren Strukturen bestimmt. Sie können ganz andere, "neue" Eigenschaften und Wirkungen zeigen als ihr Ausgangsmaterial in größeren Dimensionen. Verändern können sich z.B. die Reaktionsfähigkeit, Härte, Farbe, Magnetismus oder die elektrische Leitfähigkeit. Gold in Nanogröße erscheint beispielsweise nicht mehr golden, sondern purpurfarben. Durch gezielte Reduzierung der Teilchen auf Nanogröße können daher gezielt erwünschte Eigenschaften und spezifische Funktionen erreicht werden.

Wie kann man sich "Nano" vorstellen?

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