Was ist Nano? - Innovationen für Mensch und Umwelt

Teilchen, Schichten, Strukturen und Systeme mit Abmessungen von weniger als 100 nm in mindestens einer Dimension (Länge, Breite, Höhe) können andere Eigenschaften besitzen als größere Objekte derselben Zusammensetzung. Diese Veränderungen betreffen unter anderem optische Eigenschaften, elektrische Leitfähigkeit, Magnetismus, chemische Reaktivität, Schmelzverhalten, Härte oder die Fließeigenschaften von Materialien. Führen Sie in der Vorstellung ein Experiment mit uns durch, um die Ursache zu verstehen:

Wir nehmen einen Quarzwürfel von einem Zentimeter Kantenlänge. Jede seiner sechs Seiten hat eine Oberfläche von einem Quadratzentimeter. Die Oberfläche des ganzen Würfels beträgt 6 cm². Nun teilen wir den Block mit der Feinsäge auf jeder Seite zehnmal durch. Somit erhalten wir 1.000 Würfelchen mit einer Kantenlänge von einem Millimeter. Die Fläche eines Miniwürfels beträgt nur sechs Quadratmillimeter, aber alle tausend Würfel zusammen genommen besitzen nun 60 Quadratzentimeter Oberfläche. Die Zerkleinerung hat also zu einer zehnfachen Oberflächenvergrößerung des anfänglichen Quarzblocks geführt.

Mit der richtigen Ausrüstung und sehr viel Geduld zerteilen wir auch diese Würfel wieder – die Kantenlänge soll nun einen NanometerNanometer
Ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters.
betragen. Nach getaner Arbeit liegt eine Trilliarde (1.000.000.000.000.000.000.000) Nanoquarzkuben vor uns, die mit bloßem Auge nicht mehr sichtbar sind. Die Summe ihrer Oberflächen beträgt 60 Millionen Quadratzentimeter, das sind 6.000 Quadratmeter. Plötzlich füllt ein Kubikzentimeter Quarz etwa drei Viertel eines Fußballfeldes.

Das Zerkleinerungsexperiment des Quarzwürfels zeigt eine wichtige Besonderheit des Nanokosmos, das große Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Der Rauminhalt beträgt vor und nach dem Zersägen einen Kubikzentimeter. Die Oberfläche jedoch ist nach Zersägen in kleine Würfel mit einer Kantenlänge von 1 nm insgesamt zehn Millionen mal größer.

Treffpunkt Nanowelten
kristalline Nanostruktur einer Oberfläche
Foto: BASF

Kleines Volumen, große Oberfläche

NanomaterialienNanomaterialien
Werkstoffe mit einer Abmessung oder Strukturierung unter 100 nm.
und -systeme bieten für nahezu alle technischen Anwendungsgebiete die einzigartige Chance, sehr schnell zu neuen Erfindungen zu gelangen und diese in weltweite Märkte einzuführen. Deshalb wird die Nanotechnologie international als eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts angesehen. mehr

Treffpunkt Nanowelten
belebte Straßenszene
Foto: Siegfried Baier/pixelio.de

Nanotechnologie in Industrie u. Alltag

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Service
Regal mit Büchern
Foto: Sven Schneider/aboutpixel.de

Literaturtipps

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