Embed Size (px)
Citation preview
Wie kann man erklären Wie kann man erklären
waswas
NANOTECHNOLOGINANOTECHNOLOGI
EE ist ?ist ?
Alles besteht aus
Atomen - Ihr
erinnert Euch?
Ein Stein, ein Stift, ein Videospiel, ein Fernseher,
ein Hund und ihr selbst
besteht aus Atomen.
Atome setzen sich zu Molekülen zusammen oder bilden Kristalle.
Die NanotechnologieDie Nanotechnologie hantiert mit Atomen und/oder mit Molekülen, um daraus bestimmte Stoffe, Geräte und sogar Maschinen herzustellen.
Seit die ersten Menschen damit begonnen haben, “Dinge herzustellen”, haben die Menschen zunächst “große Dinge” genommen (Holz, Steine, Mineralerze), aus denen sie das Gewünschte herstellten oder gewannen.
Jetzt wollen wir bei den
“kleinen Dingen” ansetzen (Atome und Moleküle). Wir stellen sie so zusammen, dass wir das Gewünschte erhalten. Ein bisschen so wie ein Kinderspiel.
Ein Kanu wurde aus einem Baum gefertigt …
Würdet Ihr Zahnstocher aus
einem Baumstamm schnitzen oder wäre es nicht besser, hierfür kleinere Teile zu verwenden?
Die Verwendung von “großen Dingen” bedeutete, dass Dinge mit der Genauigkeit hergestellt
wurden, die eben “möglich war”. Dabei gab es jedoch eine Menge Abfall oder Verschmutzung und es wurde viel Energie verbraucht. Mit dem
technologischen Fortschritt
wurde auch die Genauigkeit
größer und Abfall und
Ver-schmutzung verringerten
sich - die Herangehensweise
blieb jedoch dieselbe.
Die Verwendung von “kleinen Dingen “
bedeutet absolute Präzision (bis hinunter zum
einzelnen Atom!), die vollständige Beherrschung
eines Verfahrens, kein Abfall, kein
Energieverlust (kaum CO2,
geringer Treibhaus-effekt, ...
vielleicht habt Ihr ja davon
schon im Fernsehen gehört).
Die Vorteile der Verwendung von “kleinen Dingen”
der Abstand zwischen dem Mittelpunkt von zwei Fußbällen ist größer als der Abstand zwischen dem Mittelpunkt von zwei Nüssen kleiner bedeutet näher (und schneller zu verbinden!)
Zucker oder Salz lässt sich gemahlen leichter auflösen als in Kristallform oder in Blöcken je kleiner, desto schneller manchmal die Reaktion
Versucht es mal damit:
Wieviele Seiten hat ein Würfel?
Wie groß ist die Gesamtoberfläche, wenn eine Kantenlänge 1 cm beträgt?Setzt an den Würfel drei Schnitte an, so dass gleich große Würfel entstehen. Wieviele Würfel erhaltet Ihr? Jeder so neu entstandene Würfel hat eine Kantenlänge von 0,5 cm. Wie groß ist die Gesamtoberfläche aller neu entstandenen Würfel?Ihr werdet sehen - bei gleichem Gewicht (oder besser bei
gleicher Masse) bedeutet kleiner eine größere Oberfläche und z. B. bei in Wasser gelöstem Zucker und
Salz eine größere Reaktivität
Forschung in der Nanotechnologie ist ein besonders spannendes Abenteuer. Viele derweltweit besten Köpfe arbeiten daran.
Und wir brauchen mehr brillante
StudentInnen und
WissenschaftlerInnen als jemals
zuvor.
Wir können Atome sehen und bewegen
Wir können Moleküle sehen und bewegen
Können wir das schon? Nein. Deshalb müssen wir noch viel forschen.
Allerdings können wir jetzt schon einiges: vor allem in der Elektronik, in der Optik und in den Werkstoff-wissenschaften, wie Nanopartikel, z. B. in den Sonnencremes
(verwendet Ihr Faktor 8 oder 20)? Das ist die Menge an Nanopartikeln, der die ultraviolette Strahlung, die eure Haut verbrennen kann, absorbiert.
Die Anwendungen der Zukunft muten geradezu an:
> Messungen mit atomgenauer Präzision;
> Sensoren zur Erkennung gefährlicher Stoffe;> Elektronik, bei der wir jedes einzelne Elektron nutzen
können;> Membrane, die eine Trennung mit höchster Präzision
ermöglichen;> Materialen, die ihre Eigenschaften nach Bedarf ändern;> Nano-Maschinen;> Nano-Roboter, die im Körper zur Reinigung oder Heilung
eingesetzt werden;
…aber wir sind erst am Anfang. Um all dies zu erreichen, müssen wir unsere grauen Zellen aktivieren und noch besser werden.
Einige Beispiele zu Materialien:
Textilien, die je nach Bedarf ihre
Eigenschaften ändern, etwa im Sommer kühlen und im Winter warm halten;
Gabeln, Löffel, Teller, Töpfe, Kleider, … die nicht schmutzig oder nass werden - wie ein Lotusblatt, auf das ein Wassertropfen fällt; dann wird Deine Mutter nicht mehr schimpfen,
dass Du Deine Hemden schmutzig gemacht hast!
Nanoröhrchen aus Kohlenstoff
können härter als Stahl und
leichter als Kunststoff sein
...Stoffe, die eure Knochen und Zähne so reparieren, dass ihr nicht mehr merkt, dass sie kaputt waren;
Stoffe mit hoher Widerstandskraft und kaum Gewicht, mit denen Autos, Flugzeuge undRaumfahrzeuge gebaut werden können, die wegenihres geringen Energieverbrauchs auf eine längereReise geschickt werden können;
und noch vieles mehr (man denke nur daran, dass
es vor zehn Jahren noch keine Handys gab!).
Feinstkörniger Zement kann fester und leichter sein
Was könnte uns schneller
voran bringen?
Qualifizierte Leute,brillante StudentInnen,
Infrakstrukturen (Labors, …),
Instrumente (Mikroskope, …),Koordinierung der Anstrengungen und eine “kritische Masse”, Geld,und Menschen, die verstehen, was wir
vorhaben!
Um mehr darüber zu erfahren, könnt Ihr im Internet unter
“ Nanotechnologie ” suchen.Oder mit diesen beiden Webseiten (auf Englisch) anfangen:
@ http://cordis.europa.eu/nanotechnology Hier seht Ihr, was wir in Europa tun,
@ www.nano.gov für die USA
(und schaut mal hier rein: “for kids” !)
Übrigens …
Die Vorsilbe “nano” kommt
aus dem Griechischen und bedeutet “Zwerg”.
In der Wissenschaft und Technik hat sie die Bedeutung eines Milliardstel einer Einheit (und wie Ihr wisst, bedeutet z. B. die Vorsilbe “Kilo” Tausend).
Ein NanometerNanometer ist ein milliardstel Meter (oder ein millionstel Millimeter usw.). Er lässt sich als 10-9 Meter und abgekürzt als nmnm ausdrücken.
Der Radius eines GoldGold atoms beträgt 0,14 nm.
Ein halber Nanometer entspricht der Länge eines kleinen Moleküls wie MethanMethan (CH4). Ein
menschliches HaarHaar ist etwa einhunderttausendmal größer.
Für mehr Information …
... Möchtest du uns ansprechen?
Dann schicke ein e-mail an:
