Grundlagen

Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, die Welt der kleinsten Teilchen zu ergründen. Ihre Erfolge leiteten ein, was heute manchmal als „Nano-Zeitalter“ betitelt wird. Tatsächlich gelten die Nanotechnologien als die Technologien der Zukunft. Doch worum geht es dabei eigentlich?
Das Internationale Institut für Normung (ISO, International Organization for Standardization) definiert "Nanotechnologien" als
"alle Anwendungen von wissenschaftlichem Wissen zur Manipulation und Kontrolle von Materie im nanoskaligen Bereich, wobei Eigenschaften und Phänomene auftreten können, die auf die Größe und Struktur zurückzuführen sind." (ISO/TS 80004-1:2010).

Da "nanoskalig" in diesem Zusammenhang die Größenordnung zwischen einem und weniger als 100 nm bedeutet, umfassen Nanotechnologien Verfahren und Technologien, mit deren Hilfe Strukturen und Materialien erforscht, bearbeitet oder produziert werden, die in mindestens einer Raumrichtung (Höhe, Breite, Länge) kleiner als 100 nm sind.

Was ein Nanomaterial ist, hat die Europäische Kommission im Jahr 2011 definiert.
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Was ist das Besondere daran?
"Nano" (griechisch: Zwerg) ist eine in Naturwissenschaften und Technik verwendete Vorsilbe und meint den milliardsten Teil einer Einheit. Ein Nanometer (1 nm) ist demnach der milliardste Teil eines Meters, also 0,000 000 001 m. Das ist ungefähr die Länge einer Kette von fünf bis zehn einzelnen Atomen.

Zum Vergleich: So klein, wie ein Fußball neben unserem Planeten ist, so klein ist auch ein Nanopartikel neben dem Fußball. Der kugelförmige Nanopartikel aus dem Fußball-Beispiel wäre etwa 40 Atome dick und damit etwa 25-mal kleiner als das kleinste Bakterium.

So kleine Teilchen und Strukturen sind deshalb so interessant, weil sie oftmals andere chemische und physikalische Eigenschaften zeigen als in ihrer Makrogröße. Sie gewinnen oder verlieren Farbe, elektrische Leitfähigkeit, Elastizität oder Reaktionsfreudigkeit. Im Verhältnis zu ihrer Masse haben sie gigantische Oberflächen, an denen chemische Reaktionen ablaufen können oder eben nicht. Diese Besonderheiten sind der Grund für große Hoffnungen und große Ängste.

Wie funktioniert Nano?
Was ist ein Nanomaterial?

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