So ist nano: Kleines Volumen, große Oberfläche

Symbolbild für den Themenbereich Innovationen

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.

kristalline Nanostruktur einer Oberfläche
Nanowürfel zur Wasserstoffspeicherung: Ein dichtes Netz feinster Poren erzeugt eine riesige Oberfläche. Foto: BASF

Ihre Einsatzbreite reicht von der Chemie und Werkstofftechnik über die Biotechnologie, Pharmazie und Medizintechnik bis hin zur Energiegewinnung, Energiespeicherung und dem Umweltschutz. Von ihren Verfahren und Produkten profitieren der Automobil- und Schiffsbau, die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Computer- und Telekommunikationsbranche oder die Leuchtmitteltechnik.

Wer Nanostrukturierung für die industrielle Produktion nutzt, kann gegenüber dem Wettbewerb klar im Vorteil sein. Aus kleinsten Materialmengen werden große Erfindungen. Dies führt zu gänzlich neuen Produkten oder verbesserten Produkteigenschaften mit mehr Nutzen für Anwender und Verbraucher. Herkömmliche Verfahren werden dank Nanotechnologie effizienter, wirtschaftlicher, vielseitiger und umweltfreundlicher. 

Produzieren mit Präzision im Nanometermaßstab

Die Nanotechnologie hat bereits in zahlreichen industriellen Herstellungs- und Bearbeitungsverfahren Einzug gehalten. Teilchen, Plättchen, Röhren, Schichten, Oberflächenstrukturen oder poröse Materialien mit Abmessungen im Nanometerbereich spielen eine zunehmend wichtige Rolle in nahezu allen Wirtschaftsbranchen. Die Produktion von NanomaterialienNanomaterialien
Werkstoffe mit einer Abmessung oder Strukturierung unter 100 nm.
erfolgt auf zwei möglichen Wegen:

Beim „Top-down“-Ansatz (engl.: „von oben nach unten“) findet eine Verkleinerung bzw. Strukturierung von Materialien bis in die Nanometerdimension statt. Dieser Weg wird durch Mahlprozesse, Ätzverfahren, energiereiche Licht- oder Ionenstrahlen sowie mittels ultrafeiner Stempel beschritten.

„Bottom-up“ („von unten nach oben“) heißt es in der Fachsprache, wenn Nanoteilchen, Schichten und viele andre Strukturen mit chemischen oder physikalischen Verfahren aus einzelnen Atomen, Molekülen oder deren Komplexen aufgebaut werden.

Nanotechnologie in der Produktion schafft es:

  • Oberflächen mit neuen Funktionen auszustatten (z. B. wasserabweisende, katalytische oder antibakterielle Wirkungen, Entspiegelung und Wärmedämmung, Korrosionsschutz und Kratzbeständigkeit)
  • Teilchen, Fasern, Plättchen etc. als Zusatz für herkömmliche Werkstoffe einzusetzen
  • ultraglatte Oberflächen zu erzeugen (z. B. für Präzisionslinsen und -spiegel)
  • kleinste Leiterbahnen oder Schalter für elektrischen Strom und Licht herzustellen
  • Sensoren und Verstärker im Nanomaßstab zu fertigen.

Nanotechnologie wird angewendet bei:

  • katalytischen Teilchen und Schichten für chemische Produktionsverfahren
  • medizintechnischen Produkten und Instrumenten mit verbesserter Hygiene
  • hoch präzisen Nachweisverfahren für kleinste Probenmengen und große Probenanzahlen in den Biowissenschaften und der Biotechnologie
  • beständigeren Lacken, Karosserie- und Motorteilen im Automobil
  • langlebigen Maschinenbauteilen und rückstandsarmen Rohrleitungen und Behältern in Industrieanlagen
  • selbstreinigenden Anstrichen sowie wärme- und schallgedämmten Wänden und Fenstern im Bauwesen
  • ultrapräzisen Linsen und Spiegeln für die Computerchipherstellung und die Röntgenastronomie

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