text.skipToContent text.skipToNavigation
background-image

Nano Wie winzige Technik unser Leben verändert von Meier, Christian (eBook)

  • Erscheinungsdatum: 01.08.2015
  • Verlag: WBG Theiss
eBook (ePUB)
7,99 €
inkl. gesetzl. MwSt.
Sofort per Download lieferbar

Online verfügbar

Nano

Die einen verkaufen Nanotechnologien als Waffe gegen tödliche Krankheiten und Umweltprobleme, die anderen schüren Furcht vor ihren Risiken. Die Medien schwanken zwischen diesen Extremen. So entsteht bei den meisten Menschen ein nebulöses Bild von dieser Technik und sie bleibt eine rätselhafte Terra incognita. Doch was steckt wirklich hinter den Nanotechnologien? Mit seinem Buch lichtet der Physiker und Wissenschaftsjournalist Christian Meier den Nebel und zeichnet ein aktuelles und realistisches Bild über die Chancen und Gefahren der Nanotechnologien. Er zeigt, welche Methoden existieren und welche Produkte aktuell Nanotechnologien nutzen - von der Sonnencreme zum Ultraleicht-Flugzeug, von der PET-Flasche zum Supercomputer - und was zukünftig zu erwarten ist. Wer fundiert mitreden und besser einordnen möchte, wie Industrie, Umweltverbänden und andere Interessengruppen zu den Nanotechnologien stehen, kommt an diesem Buch nicht vorbei! Christian Meier, Dr., geb. 1968, ist Physiker und Wissenschaftsjournalist. Er schreibt unter anderem für Zeit online, Süddeutsche Zeitung, Bild der Wissenschaft, Neue Zürcher Zeitung, spektrumdirekt, Max-Planck-Forschung sowie andere Medien. Seine Themenschwerpunkte sind Physik und Technologie. In seinen Arbeiten veruscht er, Forschungsergebnisse, deren zukünftige Anwendungen den Alltag der Menschen gravierend verändern können (wie etwa Nanotechnologie oder Quanteninformationsverarbeitung), verständlich darzustellen.

Produktinformationen

    Format: ePUB
    Kopierschutz: AdobeDRM
    Seitenzahl: 224
    Erscheinungsdatum: 01.08.2015
    Sprache: Deutsch
    ISBN: 9783806231885
    Verlag: WBG Theiss
    Größe: 2424 kBytes
Weiterlesen weniger lesen

Nano

Kapitel 1

Einzelne Moleküle als Baumaterial: Was ist Nanotechnologie?

Was haben ein Schlagbohrer, ein Kochtopf und ein Gartenzwerg gemeinsam? Praktisch nichts, außer dass sie etwa 20 bis 40 Zentimeter groß sind. Niemand würde deswegen auf die Idee kommen, die drei Gegenstände - und alle anderen künstlichen Objekte dieser Größe - unter der Überschrift "Zentimetertechnologie" zusammenzufassen. Eine ähnliche Verrücktheit gibt es dennoch, allerdings in viel kleinerem Maßstab: Sie nennt sich Nanotechnologie. Dieser Begriff umfasst einen ganzen Strauß von Herstellungs- und Messverfahren, neuartigen Materialien und Konsumprodukten, die nur eines gemeinsam haben: Sie kratzen an den Grenzen der Miniaturisierung. Dieses Extrem macht das Längenmaß Nanometer so besonders, dass es als Namensgeber für ein zukunftsträchtiges Technologiefeld dient. Aber was genau hat das Kleine, dass es noch nicht da Gewesenes und womöglich Gefährliches schafft?
Wie die Natur uns zeigt, dass es auf die Größe ankommt

Den ersten Nanotechnologen gab es lange, bevor unsere Urahnen durch afrikanische Savannen streiften: die Evolution. Sie schuf Effekte, die auf der Kleinheit der Bausteine von Organen oder Pflanzenteilen beruhen. Mithilfe ultradünner Fasern, winziger Partikel oder Schäufelchen fand die Natur Antworten auf äußerst knifflige Fragen. Nur drei Beispiele: Wie kann ein stabiles und dichtes Gewebe wie die Augenhornhaut transparent sein? Wie schafft es ein Tausendstel Millimeter dünner Spinnenfaden ein schnelles Insekt zu bremsen ohne zu reißen? Oder wie kriegen Geckos es hin, an der Decke zu laufen?

Es lohnt sich, zu betrachten wie die Natur diese harten Nüsse geknackt hat. Denn das erleichtert es, zu verstehen, was Nanotechnologie ist. Also los.

Harte Nuss Nummer eins: die Transparenz der Augenhornhaut. Das Fenster zur Welt hält seine stabile Form dank so genannter Kollagenfibrillen. Diese superdünnen Proteinfasern sind sehr zugfest und somit ein wichtiger Teil des Halte- und Stützapparates des Körpers, sie tragen wesentlich zur Festigkeit von Knochen, Sehnen, Bändern oder der Haut bei. Sie halten auch die Augenhornhaut in der Form einer Linse und ermöglichen die Abbildung der Außenwelt auf die Netzhaut.

Anders als Haut oder Knochen ist die Augenhornhaut aber nicht nur stabil, sondern auch transparent. Hier kommt nun die extreme Kleinheit ins Spiel. Der Abstand zwischen den Kollagenfasern ist sehr klein - kaum größer als 50 Nanometer (siehe Kasten 1, S. 35-39). Mit dieser winzigen Struktur überlistet die Natur ein physikalisches Phänomen namens Beugung. Man kann sich dies so vorstellen: Wenn ein anderer Mensch hinter einem dicken Baumstamm steht, kann man ihn zwar nicht sehen, aber reden hören. Das liegt daran, dass Wellen nur dann um Hindernisse herumlaufen, wenn sie länger sind als deren Abmessungen. Lichtwellen haben 400 bis 700 Nanometer Wellenlänge, können also nicht um den meterdicken Stamm herumlaufen. Schallwellen hingegen haben eine Wellenlänge von mehreren Metern, für sie ist der Baum kein Hindernis.

Die Lichtwellen sind aber deutlich länger als die Abstände der Kollagenfasern in der Augenhornhaut. Sie durchdringen die stabile Hornhaut deswegen ungehindert.

Überschreitet der Abstand eine Grenze, verliert die Augenhornhaut ihre Transparenz. Es gibt Krankheiten, bei denen die Augenhornhaut durch eindringendes Wasser aufquillt. Dadurch vergrößern sich die Abstände der Kollagenfasern voneinander und das Licht wird abgelenkt. Das äußert sich in einer Trübung der Hornhaut, da nur noch ein Teil des Lichtes durchkommt. Die Nanometer zählen also.

Harte Nuss Nummer zwei: die Spinnenseide, ein nur wenige Tausendstel Millimeter dünner Faden, der sich extrem ausdehnen kann und gleichzeitig fünfmal so fest ist wie Stahl. Zwei eigentlich gegensätzliche Materialeigenschaften verschmelzen in der Spinnenseide in einem Material. Die Kombina

Weiterlesen weniger lesen

Kundenbewertungen