Innovationen für Mensch und Umwelt

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 NanometerEin 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 60 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.