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Nanotechnologie
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Der Sammelbegriff Nanotechnologie, oft auch Nanotechnik (altgriechisch ÎœáŸ¶ÎœÎżÏ nĂĄnos âZwergâ), grĂŒndet auf der allen Nano-Forschungsgebieten zu Grunde liegenden gleichen GröĂenordnung der Nanopartikel vom Einzel-Atom bis zu einer StrukturgröĂe von 100 Nanometern (nm): Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter (10â9 m). Diese GröĂenordnung bezeichnet einen Grenzbereich, in dem die OberflĂ€cheneigenschaften gegenĂŒber den Volumeneigenschaften der Materialien eine immer gröĂere Rolle spielen. Die Vermutung ist, dass in dieser GröĂe Quanteneffekte ausschlaggebend sind.
In Nanopartikeln sind relativ wenige Atome agglomeriert, womit sich die Zahl an Elektronen gegenĂŒber gröĂeren Objekten desselben Materials signifikant verkleinert. Typischerweise vergröĂert sich der Abstand zwischen den einzelnen Energieniveaus und die Annahme eines quasi kontinuierlichen Energiespektrums (wie z. B. bei der Bandtheorie im Festkörper) ist keine gute NĂ€herung mehr. Darauf beruht u. a. der Volumeneffekt, auf dem wiederum viele vom normalen Material abweichende Eigenschaften beruhen wie Löslichkeit, Farbe, Transparenz und LeitfĂ€higkeit. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die durch den Volumeneffekt hervorgerufene Schmelzpunkterniedrigung mit abnehmenden Partikelradius.cite-ref-1[1]
Weiterhin wird die Aufnahme in den Körper und die MobilitĂ€t in Organismen bei kleineren Partikeln erhöht, was zur Folge haben kann, dass die Blut-Hirn-Schranke ĂŒberwunden werden kann. Auch können Nanopartikel von der Lunge in die Blutbahn gelangen.cite-ref-2[2]
Mit dem Begriff wird heute die entsprechende Forschung in der Cluster-, Halbleiter- und OberflÀchenphysik, der OberflÀchen- und anderen Gebieten der Chemie sowie in Teilbereichen des Maschinenbaus und der Lebensmitteltechnologie (Nano-Food) bezeichnet.
Schon heute spielen Nanomaterialien eine wichtige Rolle. Sie werden zumeist auf chemischem Wege oder mittels mechanischer Methoden hergestellt. Einige davon sind kommerziell verfĂŒgbar und werden in handelsĂŒblichen Produkten eingesetzt, andere sind wichtige Modellsysteme fĂŒr die physikalisch-chemische und materialwissenschaftliche Forschung.
Ebenfalls bedeutend ist die Nanoelektronik. Deren Zugehörigkeit zur Nanotechnologie wird in der wissenschaftlichen und forschungspolitischen Praxis nicht einheitlich gesehen. Unklar und unerforscht sind in vielen Bereichen die Wirkungen und der Einfluss der meist kĂŒnstlich hergestellten Teilchen auf die Umwelt.
Eine Entwicklungsrichtung der Nanotechnologie kann als Fortsetzung und Erweiterung der Mikrotechnik angesehen werden (Top-down-Ansatz), doch erfordert eine weitere Verkleinerung von Mikrometerstrukturen meist völlig unkonventionelle neue AnsĂ€tze. Die Chemie folgt in der Nanotechnologie oft dem entgegengesetzten Ansatz: bottom-up. Chemiker, die ĂŒblicherweise in molekularen, d. h. Sub-Nanometer-Dimensionen arbeiten, bauen aus einer Vielzahl von einzelnen MolekĂŒleinheiten gröĂere nanoskalige MolekĂŒlverbunde auf. Ein Beispiel dazu sind Dendrimere.
Ein kleiner Zweig der Nanotechnologie beschÀftigt sich mit Nanomaschinen (siehe molekulare Maschine) oder Nanobots.
Contents
âą Kritik
âą nanoTruck
âą Siehe auch
âą Literatur
âą Deutsch
âą Englisch
âą Weblinks
âą Einzelnachweise
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UrsprĂŒnge der Nanotechnologie
Als Vater der Nanotechnologie gilt Richard Feynman auf Grund seines im Jahr 1959 gehaltenen Vortrages âThereâs Plenty of Room at the Bottomâcite-ref-3[3]cite-ref-4[4] (Ganz unten ist eine Menge Platz), auch wenn erst Norio Taniguchi den Begriff âNanotechnologieâ 1974 erstmals gebrauchte:
âNano-technology mainly consists of the processing of separation, consolidation, and deformation of materials by one atom or one molecule.âcite-ref-5[5]
Nanotechnologie im Sinne dieser Definition ist die VerĂ€nderung von Materialien, sei es Atom fĂŒr Atom oder MolekĂŒl fĂŒr MolekĂŒl. Das schlieĂt ein, dass die kritischen Eigenschaften von Materialien oder GerĂ€ten im Nanometerbereich liegen können, und dass diese Materialien und GerĂ€te aus einzelnen Atomen bzw. MolekĂŒlen konstruiert werden. Heute wird Nanotechnologie aber nur noch selten in diesem engen Sinn benutzt, heute schlieĂt man (wie oben erlĂ€utert) auch die Herstellung von Nanomaterialien auf chemischem Wege in diesen Begriff mit ein.
UnabhÀngig von Taniguchi machte 1986 Eric Drexler den Begriff weithin bekannt. Er inspirierte mit seinem Buch Engines of Creation viele heutzutage bekannte Wissenschaftler und Mediziner, darunter auch Richard E. Smalley (Fullerene), dazu, Nanotechnologie zu studieren. Drexlers Definition von Nanotechnologie ist strenger als die Taniguchis: Sie beschrÀnkt sich auf die Konstruktion von komplexen Maschinen und Materialien aus einzelnen Atomen.
Nach dieser Definition fÀllt die heutige Nanotechnologie also nicht unter das, was Drexler als Nanotechnologie ansieht. Dies veranlasste Drexler im Verlauf der 1990er Jahre dazu, seine Vorstellung von Nanotechnologie zur Abgrenzung in Molekulare Nanotechnologie (MNT) umzubenennen, denn vielfach wurde und wird der Begriff zur Bezeichnung aller Arbeiten verwandt, die sich mit Nanostrukturen befassen, auch wenn dabei gewöhnliche chemische, pharmazeutische oder physikalische Methoden verwendet werden.
TatsĂ€chlich stehen derzeit viele Wissenschaftler Drexlers Vision von Nanotechnologie skeptisch bis offen ablehnend gegenĂŒber. Wenn es auch nach Ansicht der Verfechter der MNT ihren Gegnern bisher nicht gelungen ist, ĂŒberzeugende wissenschaftliche Argumente gegen die Umsetzbarkeit von MNT vorzubringen, halten viele doch die Machbarkeit fĂŒr wenig wahrscheinlich; auch wenn Drexler mit Nanosystems 1991 ein Lehrbuch zu MNT herausgegeben hat, das auf Basis seiner Doktorarbeit am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in wissenschaftlicher Form die zu ihrer Verwirklichung nötigen Schritte beschreibt. Ăber die Jahre wurden zwar einige Annahmen Drexlers experimentell bestĂ€tigt, doch es bleiben viele Vorbehalte, die einer Verwirklichung entgegenstehen: Selbst wenn es gelĂ€nge, beispielsweise einen Nanomotor aus Metall herzustellen, wĂ€re er nicht lange funktionsfĂ€hig: Schon der Wasserfilm, der aufgrund der Kondensation von Luftfeuchtigkeit an der MetalloberflĂ€che entsteht, wĂŒrde den Motor lahmlegen. Metalle wie Eisen, Stahl oder Aluminium bilden an Luft einen dĂŒnnen Oxidfilm, der bei gewöhnlichen WerkstĂŒcken nicht stört. Die Oxidation von Nanometallen fĂŒhrt aber in der Regel zur vollstĂ€ndigen Umwandlung in das Oxid. Ein Nanomotor aus Metall wĂŒrde also durch Luftsauerstoff quasi verbrannt. Man könnte also nur einen Motor bauen, der aus einem Stoff besteht, der durch Wasser nicht oxidiert.
Wenn man MakromolekĂŒle in Vakuum oder in Luft im Abstand von weniger als einigen Atomdurchmessern aneinander vorbeibewegen wollte, dann wĂŒrden sie durch die Van-der-Waals-KrĂ€fte aneinander kleben bleiben. Wenn man aber die MakromolekĂŒle in Wasser oder in eine andere geeignete FlĂŒssigkeit einbettet, dann ĂŒbernimmt die FlĂŒssigkeit die Van-der-Waals-KrĂ€fte, und man kann die MakromolekĂŒle reibungsarm aneinander vorbeibewegen. Auf diese Weise funktionieren lebende Zellen, und der GeiĂel-Antrieb der Bakterien erreicht 50 Umdrehungen pro Sekunde. Einzelne Atome oder MolekĂŒle rein mechanisch festzuhalten oder loszulassen wird ebenfalls durch die Van-der-Waals-KrĂ€fte erschwert, was als das âKlebrige-Finger-Problemâ bezeichnet wurde. Dieses Problem, und auch die rein mechanische Herstellung von kovalenten Bindungen, wurde durch das Anlegen einer elektrischen Spannung bewĂ€ltigt, was hiercite-ref-6[6] gezeigt wurde.
Ein Beispiel fĂŒr die Verwendung von Nanotechnologie im 4. Jahrhundert n. Chr. ist der Lykurgosbecher. Der optisch dichroitische Effekt konnte zu der Zeit nicht erklĂ€rt werden, beruht jedoch auf im Glas dispergierten Nanopartikeln aus Gold und Silber. Der Herstellungsprozess ist bis heute nicht vollstĂ€ndig verstanden.cite-ref-7[7]
Nanotechnologie als Trendwort
Nanotechnologie im Sinne Drexlers zieht ihre Faszination aus ihrer zwiespĂ€ltigen Natur. So behaupten ihre BefĂŒrworter, die ausgereifte MNT ermögliche einerseits materiellen Reichtum fĂŒr die gesamte Menschheit, die Besiedelung des Weltraums und individuelle Quasi-Unsterblichkeit; andererseits biete sie die Möglichkeit der Katastrophe fĂŒr die gesamte Menschheit durch Kriege, globale TerroranschlĂ€ge, einen unĂŒberwindbaren Polizeistaat und totale Verfremdung des heutigen Menschenbilds durch Gentechnik. Diese sehr gegensĂ€tzlichen Aspekte machen Nanotechnologie in Drexlers Sinn vor allem fĂŒr die Literatur interessant. Zahlreiche Autoren der Science-Fiction haben Nanotechnologie als Element in ihre Geschichten aufgenommen und als Buch oder Film umgesetzt. Dabei werden hĂ€ufig die negativen Aspekte der Technologie beleuchtet und verarbeitet. Ein Beispiel fĂŒr Lebewesen in Film und Fernsehen, die unter anderem Nanotechnik einsetzen, sind die Borg.
Die meisten Wissenschaftler halten Drexlers Visionen fĂŒr ĂŒberzogen. Manche betrachten ihn trotz seiner Studien eher als einen mehr oder weniger guten Science-Fiction-Autor.
Nanotechnologie wurde auch als politisches Projekt beschrieben.cite-ref-8[8] Die UnschĂ€rfe des Begriffs wĂŒrde demnach ĂŒberhaupt erst die Anziehungskraft der Nanotechnologie ausmachen.
Vorbilder in der Natur
Effekte wie sie viele Nanotechnologien nutzen, kommen hĂ€ufig in der Natur vor. So sind an Fliegenbeinen nanometergroĂe Haare, die der Grund dafĂŒr sind, dass diese Insekten an Decken und WĂ€nden laufen können. Das bekannteste Beispiel fĂŒr Nanotechnologie ist der Lotoseffekt: Feine Nanostrukturen sorgen dafĂŒr, dass Wasser auf dem Blatt der Lotosblume abperlt und die Haftung von Schmutzpartikeln minimiert wird. Die FlĂŒgel des GlasflĂŒgelfalters erscheinen transparent und reflektieren durch unregelmĂ€Ăige NanosĂ€ulen nur einen Bruchteil der infraroten bis ultravioletten Strahlung.cite-ref-9[9] Auch sind im Kalk von Muschelschalen organische und anorganische Stoffe im Nanobereich so eng aneinandergereiht, dass Muschelschalen extrem stabil und widerstandsfĂ€hig sind, derselbe Effekt existiert auch im menschlichen Knochen. Des Weiteren werden in jeder Verbrennung sehr viele Nanopartikel frei. Auch die Enzym-MolekĂŒle, die Ribosomen, und die weiter oben erwĂ€hnten GeiĂel-Antriebe der Bakterien sind natĂŒrliche Nanomaschinen.
Heutige nanotechnologische Produkte
Viele Produkte der Nanotechnologie sind schon, zum Teil seit ĂŒber 40 Jahren, auf dem Markt, erhalten aber im Zuge des allgemeinen Medienrummels (Nano-Hype) oft im Nachhinein die Vorsilbe Nano. Zu den alltĂ€glichen Anwendungen zĂ€hlen:
âą zahlreiche Pigmente und andere Zusatzstoffe (Additive) fĂŒr Lacke und Kunststoffe, wie beispielsweise hochdisperse KieselsĂ€uren oder RuĂ. Solche Lacke können unter anderem als Schutzanstrich fĂŒr Karosserien verwendet werden.
âą Nanobeschichtungen, die sich mithilfe des Lotoseffekts selbst reinigen können. Dabei fungiert ein nanoskalisches Bindemittel als Alternative zu Chromatschichten bei der Automobillackierung. Andere Beschichtungen werden eingesetzt, um Plastikflaschen gasdicht zu machen oder das Haft- und FlieĂverhalten von z. B. Ketchup in BehĂ€ltern zu verbessern.
⹠Sonnencremes, die durch nanoskaliges Titandioxid Schutz vor ultravioletter Strahlung gewÀhrleisten.
âą KleidungsstĂŒcke, die einen Nano-Verbund aufweisen und somit schmutzabweisend wirken. Diese Eigenschaft beruht darauf, dass die Schmutzteilchen an den winzigen Nano-Elementen nicht haften.
⹠In der Elektrotechnik werden Strukturen auf Prozessoren weiter auf zum Teil wenigen Nanometer miniaturisiert. Sensoren wie Gyroskope, Mikrophone, Hall Sensoren können kompakter gebaut werden und um ein Vielfaches sensitiver messen.
Typische moderne Vertreter von nanotechnologischen Produkten sind die sogenannten Quantenpunkte (englisch quantum dots). Auch moderne Prozessoren haben Strukturen, die kleiner sind als 100 nm und können daher als nanotechnologisch bezeichnet werden, obwohl das nicht ĂŒblich ist, da sie mit konventionellen fotolithografischen Verfahren hergestellt werden. Besondere Einsatzgebiete der Nanotechnologie sind heutzutage die Beschichtung von OberflĂ€chen oder die Herstellung von zahnĂ€rztlichen FĂŒllungsmaterialien. NanofĂŒllkörper verhalten sich bei diesen Anwendungen nicht mehr wie eine amorphe Substanz, sondern nehmen Eigenschaften von FlĂŒssigkeiten an.
Zusammenspiel der Wissenschaften
Eine groĂe Besonderheit der Nanotechnologie ist, dass sie ein fachĂŒbergreifendes Zusammenspiel vieler, eigentlich spezialisierter Fachgebiete der Naturwissenschaften darstellt. So spielt die Physik eine wichtige Rolle, allein schon bei der Konstruktion der Mikroskope zur Untersuchung und vor allem wegen der Gesetze der Quantenmechanik. FĂŒr eine gewĂŒnschte Struktur der Materie und Atomanordnungen bedient man sich der Chemie. Der gezielte Einsatz von Nanopartikeln in der Medizin soll bei bestimmten Krankheiten helfen. Andererseits werden aber auch Strukturen, wie z. B. zweidimensionale Kristalle, im NanometermaĂstab als DNA-Origami oder DNA-Maschine konstruiert, weil diese sich mit bisherigen Technologien (z. B. der Polymerase-Kettenreaktion und der Phosphoramidit-Synthese) gut manipulieren lĂ€sst. Die Wissenschaft ist hier an einem Punkt angelangt, an dem die Grenzen der verschiedenen Disziplinen verschwimmen, man nennt Nanotechnologie deswegen auch eine konvergente Technologie.
Potentielle Einsatzmöglichkeiten
Das momentan absehbare Ziel der Nanotechnologie ist die weitere Miniaturisierung der Mikro- und der Optoelektronik sowie die industrielle Erzeugung neuartiger Werkstoffe wie z. B. Nanoröhren. FĂŒr die Herstellung solcher Strukturen werden neue oder weiterentwickelte Techniken benötigt, die in dieser Konsequenz oft mit der Vorsilbe ânano-â bezeichnet werden. Beispielsweise werden neue Strukturierungstechniken der Halbleitertechnik (vgl. Fotolithografie), die eine Fertigung von Strukturen im NanometermaĂstab ermöglichen, auch als Nanolithographie bezeichnet.
In der Medizin bieten Nanopartikel die Möglichkeit, neuartige Diagnostika und Therapeutika zu entwickeln, beispielsweise Kontrastmittel fĂŒr die bildgebenden Verfahren der Computertomographie oder Magnetresonanztomographie, sowie neue Medikamente mit Nanopartikeln als Wirkstofftransporter oder -depot, beispielsweise in der Krebstherapie. Hierbei werden beispielsweise eisenoxidhaltige Nanopartikel in die Blutbahn injiziert, wodurch diese mit dem Blutstrom im Körper verteilt werden. Nach der Anreicherung im Tumor kann dieser durch ein angelegtes Magnetfeld erhitzt und somit zerstört werden. Im Fokus der Forschung stehen hierbei die Methoden, durch die eine gezielte Anreicherung der Nanopartikel im Tumor erreicht werden kann. OberflĂ€chen aus Nanostrukturen bieten die Möglichkeit, langlebigere, biokompatible Implantate zu entwickeln. Diese Disziplin der Nanotechnologie wird auch als Nanobiotechnologie oder Nanomedizin bezeichnet.
Wikipedia:WikiProjekt Ereignisse/Vergangenheit/2010
In der Landwirtschaft hat die Nanotechnologie ebenfalls mögliche Anwendungen. So wird in Deutschland derzeit im Auftrag des BMELV die Entwicklung von Nanofasern als TrÀgermaterial von Pheromonen zugunsten des biologischen Pflanzenschutzes erforscht.cite-ref-10[10]
Das Ziel der Entwicklung in der Nanotechnologie ist die digitale, programmierbare Manipulation der Materie auf atomarer Ebene und die daraus resultierende molekulare Fertigung bzw. molekulare Nanotechnologie (MNT). Untersuchungen bis in den atomaren Bereich sind heute mit dem Elektronenmikroskop, dem Rastertunnelmikroskop oder dem Rasterkraftmikroskop möglich. Mit ihnen lassen sich jedoch auch aktiv einzelne Nanostrukturen formen.
Kritik
Ende der 1990er Jahre rĂŒckte die Nanotechnologie stĂ€rker in das öffentliche und mediale Interesse. Mit wachsenden Versprechungen (âDritte industrielle Revolutionâ) traten verstĂ€rkt auch die Nanotechnologie kritisierende Stimmen an die Ăffentlichkeit. Eine Initialfunktion fĂŒr die Diskussion in Deutschland ist einem ursprĂŒnglich im April 2000 im Magazin Wired erschienenen Artikel von Bill Joy âWhy the future doesnât need usâcite-ref-11[11] zuzuschreiben. Joy weist mit dramatischem Gestus auf gravierende Folgen der neuen Techniken â Gentechnik, Nanotechnologie, Robotik â hin und fordert Verzicht: Angesichts der Unsicherheit und Begrenztheit des Wissens ĂŒber den Fortgang technischer Entwicklungen und der weitreichenden Potenziale von Nanotechnologie entstĂŒnden Risiken, denen man nur durch Verzicht auf Entwicklung und Nutzung dieser Techniken ausweichen könne. In der Folge werden durch wissenschaftliche Institutionen und Nichtregierungsorganisationen eine ganze Reihe von Studien und Positionspapieren publiziert, die sich aus unterschiedlicher Perspektive mit möglichen Folgen der Nanotechnologie beschĂ€ftigen und in ihren (politischen) Empfehlungen weit auseinandergehen.
Im Juli 2004 legten die Royal Society und die Royal Academy of Engineering einen umfangreichen Bericht vor, in dem sie eine stĂ€rkere Regulierung von Nanotechnologien fordern. Der Bericht war ein Jahr zuvor von der britischen Regierung in Auftrag gegeben worden. Studien des Center for Biological and Environmental Nanotechnology (CBEN) an der Rice University zufolge reichern sich Nanopartikel ĂŒber die Nahrungskette in Lebewesen an. Dies bedeute nicht zwangslĂ€ufig eine SchĂ€dlichkeit, betonen die Autoren, verweisen jedoch auf andere Technologien, die am Anfang ebenfalls als ungefĂ€hrlich galten. Der Risikoforscher und Direktor des Stockholm Environment Institute Roger Kasperson sieht in der Nanotechnologie-Debatte Parallelen zum frĂŒhen Atomzeitalter.
Die ETC Group forderte 2003 ein Moratorium fĂŒr die Nanotechnologie wegen befĂŒrchteter unkalkulierbarer Risiken. Im selben Jahr veröffentlichte Greenpeace eine kritische Studie zur Nanotechnologie. PopulĂ€r wurde die Kritik an einer eventuellen Unberechenbarkeit der neuen Technologie auch durch fiktionale Texte wie den 2002 erschienenen Roman Prey von Michael Crichton.
Militante Aktionen
Im Mai und August 2011 wurden mehrere sich mit Nanotechnologie befassende Wissenschaftler am Instituto PolitĂ©cnico Nacional und Instituto TecnolĂłgico y de Estudios Superiores de Monterrey zum Ziel von AnschlĂ€gen, bei denen es Verletzte gab. Die Gruppe Individuals Tending To Savagery (ITS) bekannte sich zu den AnschlĂ€gen. In einem am 23. August veröffentlichten Manifest wird die BefĂŒrchtung geĂ€uĂert, Nanopartikel könnten sich unkontrolliert reproduzieren und das Leben auf der Erde auslöschen. Theodore Kaczynski wird darin gelobt.cite-ref-12[12]cite-ref-13[13]
Risiken und Gefahren
Siehe auch
:
âMögliche Risikenâ im Artikel Nanoteilchen
2004 erschien der Report Nanotechnologie. Kleine Teile â grosse Zukunft? der schweizerischen RĂŒckversicherungsgesellschaft Swiss Re. Der Report eines der weltgröĂten RĂŒckversicherer Ă€uĂert die BefĂŒrchtung, dass Nanotubes Ă€hnliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben könnten wie Asbest. Versicherungen wird empfohlen, die Risiken von Nanotechnologie auf keinen Fall unbegrenzt zu versichern. Um kumulative FolgeschĂ€den fĂŒr die Branche zu vermeiden, wird gefordert, VersicherungsvertrĂ€ge bei Nanotechnologie grundsĂ€tzlich mit einer maximal abzudeckenden Schadenshöhe zu versehen.cite-ref-14[14]
Im Juni 2005 veröffentlichte die Allianz Versicherungs-AG zusammen mit der OECD eine Studie ĂŒber die Chancen und Risiken von Nanotechnologie.cite-ref-15[15] Das Fazit: Forschung und Industrie mĂŒssten fundierte Erkenntnisse ĂŒber Risiken erarbeiten. Wichtig seien internationale Standards, Langzeit-Beobachtung und Risiko-Transfer. âDas eigentliche Risiko der Nanotechnologieâ, so die Studie âist die LĂŒcke, die zwischen ihrer dynamischen Entwicklung und dem Wissen um mögliche Gefahren und den gĂŒltigen Sicherheitsstandards zur Vermeidung negativer Auswirkungen besteht.â Die beteiligten Allianz-Experten warnen vor âmögliche[n] Risiken [âŠ], die nicht nur gesundheitliche, sondern auch weitreichende wirtschaftliche Folgen haben könnten, wenn mit ihnen nicht professionell umgegangen wird.âcite-ref-16[16]
Am 8. April 2006 veröffentlichte die Washington Post einen Artikel mit der Ăberschrift âNanotech Raises Worker-Safety Questionsâ,cite-ref-17[17] in dem beklagt wird, dass âkeine bundesstaatlichen oder Bundesregeln zum Arbeitsschutz die spezifischen Gefahren von Nanomaterialien betreffen, obwohl viele Labor- und Tierstudien gezeigt haben, dass Nanopartikel [âŠ] eigenartige biologische Reaktionen hervorrufen und viel toxischer sein können als gröĂere Partikel derselben Chemikalienâ. Der Artikel berichtet von Regierungsberatern, die nicht einmal wĂŒssten, worauf genau sie ihre Untersuchungen konzentrieren sollten, auf deren Grundlage schlieĂlich die erforderlichen ArbeitsschutzmaĂnahmen zu entwickeln seien. WĂ€hrenddessen gehe die Handhabung von Nanomaterialien in der Industrie ungebremst und ohne Sicherheitsstandards weiter.
Auf der Jahrestagung der US-amerikanischen American Association for Cancer Research im April 2007 wurde eine Untersuchung von Forschern der University of Massachusetts vorgestellt, die feststellte, dass Nanopartikel in Gewebezellen die DNA schĂ€digen und Krebs auslösen können. Die Forscher empfehlen groĂe Vorsicht bei Fertigungsverfahren mittels Nanotechnologie und die Vermeidung unkontrollierten Entweichens in die Umwelt. Sie beklagen die fehlenden gesetzlichen und arbeitsschutzregulierenden MaĂnahmen hinsichtlich des Umganges mit Nanopartikeln: âEs wĂ€re vernĂŒnftig, ihre Ausbringung in die Umwelt zu begrenzenâ, so eine Forscherin der UniversitĂ€t.
SchutzmaĂnahmen vor Nanopartikeln am Arbeitsplatz
Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass technische MaĂnahmen, die grundsĂ€tzlich gegen StĂ€ube effektiv sind, auch geeignet sind, Nanopartikel und ultrafeine Partikel zu beseitigen. Partikel, die kleiner sind als 300 nm, werden vor allem mittels Abscheidung durch Diffusion (Brownsche Bewegung) und elektrostatische KrĂ€fte aufgefangen.cite-ref-0-18-0[18]
Auch fĂŒr Nanomaterialien sind die physikalisch-chemischen Eigenschaften in der GefĂ€hrdungsbeurteilung zu berĂŒcksichtigen und gegebenenfalls spezielle SchutzmaĂnahmen zu ergreifen. Nanomaterialien können z. B. verĂ€nderte Explosionseigenschaften haben oder eine erhöhte LeitfĂ€higkeit aufweisen und elektrische GerĂ€te beeinflussen. FĂŒr TĂ€tigkeiten mit staubförmigen Nanomaterialien sind zusĂ€tzliche SchutzmaĂnahmen gefordert. Wenn technische SchutzmaĂnahmen nicht ausreichen, muss persönlicher Atemschutz (z. B. Atemschutz der Filterklasse P3 oder P2) getragen werden. Ein zusĂ€tzlicher Chemikalienschutz kann unter UmstĂ€nden nötig sein.cite-ref-0-18-1[18]
Ăffentliche Wahrnehmung
Im Allgemeinen wird die Nanotechnologie immer bekannter. 2004 war die Nanotechnologie 15 % der Menschen in Deutschland ein Begriff, 2007 waren es schon 52 %. Insgesamt bewerten die Menschen die Nanotechnologie positiv: 66 % finden, dass die Chancen die Risiken ĂŒberwiegen. Vor allem im medizinischen Bereich sehen die Verbraucher gute Chancen fĂŒr die Nanotechnologie. In der Nahrung dagegen befĂŒrworten nur 31 % Nanotechnologie.cite-ref-19[19]
NanoDialog und NanoKommission
â
Hauptartikel
:
NanoKommission
Im Jahr 2006 wurde beim Bundesministerium fĂŒr Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit eine sogenannte NanoKommission als Beratungsgremium zu möglichen Chancen und Risiken der Nanotechnologie fĂŒr Umwelt und Gesundheit eingerichtet. Unter der Leitung des ehemaligen StaatssekretĂ€rs Wolf-Michael Catenhusen haben Vertreter aus Wissenschaft, Wirtschaft, Bundesministerien sowie Umwelt- und VerbraucherschutzverbĂ€nden im Rahmen des von dem frĂŒheren Bundesumweltminister Sigmar Gabriel ausgerufenen sogenannten Nano-Dialogs in mehreren Expertengruppen nach Beratungen mit ĂŒber 100 zusĂ€tzlichen externen Experten abschlieĂende Empfehlungen fĂŒr die Bundesregierung zusammengestellt, die am 2. Februar 2011 veröffentlicht wurden.cite-ref-20[20]
nanoTruck
â
Hauptartikel
:
nanoTruck
AnlĂ€sslich des âJahres der Technikâ startete das Bundesministerium fĂŒr Bildung und Forschung (BMBF) 2004 die Initiative ânanoTruckâ mit dem Ziel, einen offenen, transparenten und verstĂ€ndlichen Dialog mit der Bevölkerung ĂŒber die Chancen, Risiken und Entwicklungspotenziale der Nanotechnologie voranzutreiben.cite-ref-21[21] Die Initiative wurde im Rahmen jeweils neu ĂŒberarbeiteter Kampagnen dreimal verlĂ€ngert. Die letzte Tour begann im April 2011 unter dem Titel âTreffpunkt Nanoweltenâ und endete planmĂ€Ăig im MĂ€rz 2015.
Inhaltlich befasste sich die Initiative insbesondere mit der anwendungsbezogenen Forschung und Entwicklung im Bereich der Nanotechnologie in Bezug auf die Lebens- und Arbeitswelten moderner Gesellschaften. So umfasste die Ausstellung neben Informationen zu den Grundlagen der Nanotechnologie zahlreiche Exponate zu verschiedenen Alltagsthemen, wobei auch der begleitenden Risikoforschung ein eigener Themenbereich gewidmet wurde.cite-ref-22[22] DarĂŒber hinaus wurden Workshops und VortrĂ€ge angeboten, die sich vor allem an Schulklassen richteten.
Siehe auch
Literatur
Deutsch
BĂŒcher
âą Niels Boeing: Nano?! â Die Technik des 21. Jahrhunderts. Rowohlt, Berlin 2004, ISBN 3-87134-488-5.
âą Veit BĂŒtterlin: Die Ăkonomie der Nanotechnologie. Tectum Verlag, Marburg 2007, ISBN 978-3-8288-9443-3.
âą Vlad Georgescu, Marita Vollborn: Nanobiotechnologie als Wirtschaftskraft. Campus Verlag, 2002, ISBN 3-593-36926-5.
âą Uwe Hartmann: Faszination Nanotechnologie. Spektrum Akademischer Verlag, 2005, ISBN 3-8274-1658-2.
âą Angelika Karger: Wissenschaftstheoretische Fragen und Aufgaben zur Nanotechnologie. In: Forum Technik, Theologie, Naturwissenschaften. Nr. 15, MĂŒnchen 2006, S. 1â17.
⹠Thorsten Klooster: Intelligente OberflÀchen in der Architektur und im Design. BirkhÀuser Verlag, Basel 2009, ISBN 978-3-7643-8811-9.
âą Uwe Lahl: Nanotechnologie: Aufbruch ins Ungewisse. Oekom Verlag, MĂŒnchen 2006, ISBN 3-86581-050-0.
⹠Christian J. Meier: Nano. Wie winzige Technik unser Leben verÀndert. Primus Verlag, 2014, ISBN 978-3-86312-036-8.
âą Alfred Nordmann, Joachim Schummer, Astrid Schwarz (Hrsg.): Nanotechnologien im Kontext. Philosophische, ethische und gesellschaftliche Perspektiven. Berlin 2006, ISBN 3-89838-074-2. (online)
âą Herbert Paschen u. a.: Nanotechnologie â Forschung, Entwicklung, Anwendung. Springer-Verlag, 2004, ISBN 3-540-21068-7.
âą T. Shelley: Nanotechnologie. Neue Möglichkeiten, Neue Gefahren. Ăbersetzung von U. Seith. Parthas-Verlag, Berlin 2007, ISBN 978-3-86601-720-7.
âą Rainer Waser (Hrsg.): Nanoelectronics and Information Technology. Advanced Electronic Materials and Novel Devices. 3., vollstĂ€ndig ĂŒberarbeitete Auflage. Weinheim 2012, ISBN 978-3-527-40927-3.
Berichte
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âą Bundesministerium fĂŒr Bildung und Forschung ânano.DE-Report 2011â â Status quo der Nanotechnologie in Deutschland, Bonn/Berlin 2011.
âą Gesellschaft Deutscher Chemiker Nano. Frankfurt/Heidelberg Oktober 2014.
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âą Harald F. Krug: Nanosicherheitsforschung â sind wir auf dem richtigen Weg? In: Angewandte Chemie. 2014, 126, S. 12502â12518, doi:10.1002/ange.201403367 (Open Access)
âą Nadrian C. Seeman: Karriere fĂŒr die Doppelhelix In: Spektrum der Wissenschaft. Januar 2005.
âą Stephan Wagner, Andreas Gondikas, Elisabeth Neubauer, Thilo Hofmann, Frank von der Kammer: Finde den Unterschied: synthetische und natĂŒrliche Nanopartikel in der Umwelt â Freisetzung, Verhalten und Verbleib. In: Angewandte Chemie. 2014, 126, S. 12604â12626, doi:10.1002/ange.201405050 (Open Access)
âą Petra Schaper Rinkel: Governance von Zukunftsversprechen: Zur politischen Ăkonomie der Nanotechnologie. (RTF; 376 kB) In: Prokla. Heft 145, 36 (2006) 4, S. 473â496.
Anderes
âą Niels Boeing: Die Risiken der Nanotechnik. 22. Chaos Communication Congress, 29. Dezember 2005, ccc.de (PDF; 153 kB); zuerst erschienen als: Nanotechnik. In: Technology Review. Nr. 11, 2005, S. 32â44.
âą Ferdinand Muggenthaler: Nanophysik und Nanoethik. In: Jungle World. 17. Dezember 2003 (Dossier, jungle-world.com)
âą Valentin L. Popov: Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation. Springer-Verlag, 2009, ISBN 978-3-540-88836-9, S. 328.
Englisch
âą K. Eric Drexler: Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing and Computation. Crystal Dreams Pub, 1992, ISBN 0-471-57518-6 (Kapitel 1 u. 2).
âą K. Eric Drexler: Engines of Creation. The coming era of nanotechnolog. Fourth Estate, 1996, ISBN 1-85702-486-9. (AuszĂŒge)
âą K. Eric Drexler, Chris Peterson, Gayle Pergamit: Unbounding the Future: Nanotechnology Revolution. Simon & Schuster, 1992, ISBN 0-671-71108-3. (AuszĂŒge)
âą Robert A. Freitas: Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities: 1. Landes Bioscience, 1999, ISBN 1-57059-645-X (nanomedicine.com).
âą Douglas Mulhall: Our Molecular Future. Prometheus Books, 2002, ISBN 1-57392-992-1.
âą G. Schmid (Hrsg.): Nanoparticles â From Theory to Application. Wiley-VCH, 2003, ISBN 3-527-30507-6.
âą Stefan Sepeur, Nora Laryea, Stefan Goedicke, Frank Gross: Nanotechnology. European Coating Tech Files, 2008, ISBN 978-3-86630-906-7.
âą Jean-Baptiste Waldner: Nanocomputers & Swarm Intelligence. ISTE, London 2007, ISBN 978-1-84821-009-7.
âą Greenpeace: Future technologies, todayâs choices Nanotechnology, Artificial Intelligence and Robotics: A technical, political and institutional map of emerging technologies. London 2003, ISBN 1-903907-05-5, greenpeace.org.uk (PDF).
âą Joseph Kennedy: Nanotechnology: The Future Is Coming Sooner than You Think. In: Erik Fisher, Cynthia Selin, Jameson M. Wetmore (Hrsg.): The Yearbook of Nanotechnology in Society. Band I: Presenting Futures.. Springer Netherlands, 2008, ISBN 978-1-4020-8416-4, S. 1â21, doi:10.1007/978-1-4020-8416-4_1.
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Weblinks
Commons
: Nanotechnology
â Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Nanotechnologie
â BedeutungserklĂ€rungen, Wortherkunft, Synonyme, Ăbersetzungen
âą Der Nano-Effekt usw. Bundesministerium fĂŒr Bildung und Forschung, (3. Dezember 2014)
âą Kompetenzatlas Deutschland. nano-map.de
âą DaNa2.0 - Daten und Wissen zu Nanomaterialien. nanopartikel.info
âą Nanotechnologie â Informationen des Bundesamts fĂŒr Gesundheit
âą T. Mappes, N. Jahr, A. CsĂĄki, N. Vogler, J. Popp, W. Fritzsche: Die Erfindung des Immersions-Ultramikroskops 1912 â Beginn der Nanotechnologie? In: Angewandte Chemie. Band 124, Nr. 45, 2012, S. 11370â11375, doi:10.1002/ange.201204688.
âą Dirk Lorenzen: Kleine Zukunft. deutschlandradiokultur.de, Buchkritik, 24. Mai 2014
âą Thomas Liesen: Das Nano-Restrisiko. deutschlandfunk.de, Wissenschaft im Brennpunkt, 23. November 2014
âą A DNA origami rotary ratchet motor
Einzelnachweise
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cite-note-99. â Nanostrukturen machen GlasflĂŒgelschmetterling fast unsichtbar - ingenieur.de. 27. April 2015, abgerufen am 5. Oktober 2020.
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