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Fünf Felder, die die Nanotechnologie revolutionieren wird

veröffentlicht am 08.09.2017 von Frank Schwarz, Hexagonaut für Presse & Investor Relations



Kleinvieh macht auch Mist: Je näher man der Nano-Welt und ihren Gesetzmäßigkeiten rückt, desto wahrer wird dieser Satz. Ein Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter. Nanotechnologien bergen so großes Potenzial, weil sich auf atomarem und subatomarem Level die physikalischen Eigenschaften von Materie verändern, so etwa die elektrische Leitfähigkeit, der Schmelzpunkt oder das chemische Reaktionsverhalten. Ob Medizin, Computer, Umweltschutz oder Energieversorgung: Nanotechnologien verändern unseren Alltag massiv. Wir stellen Ihnen heute fünf Bereiche vor, die massiv von Nanotechnologien profitieren werden.

Medizin: Nanotechnologien eröffnen vollkommen neue Möglichkeiten in der Diagnose und Therapie schwerwiegender Erkrankungen.

Bestes Beispiel dafür ist Rodos Biotarget, das mit seinen patentierten Nano-Transportern Wirkstoffe über Liganden gesteuert – quasi per Navigationssystem – an erkrankte Körperzellen bringt. Aber die Einsatzmöglichkeiten sind weitreichend und selbst wenn sich die Entwicklung noch in einem frühen Stadium befindet, die Potenziale lassen sich bereits heute erkennen:

 

      Wenn Krebszellen wachsen, verändern sich Gene und Proteine innerhalb der Zellen. In der Folge werden organische Stoffe freigesetzt, auf die Gold-Nanopartikel anschlagen, die somit als Krebs-Frühwarnsystem fungieren. Ein einfacher Atemtest könnte noch vor ersten Röntgenaufnahmen Aufschluss geben. Nano-Eisenoxidpartikel wiederum können gar in das erkrankte Gewebe eindringen und mit Hilfe von elektromagnetischen Wechselfeldern erhitzt werden, so dass die kranken Zellen zerstört werden (Hyperthermie-Verfahren).
 

Umweltschutz: Nano-Partikel ziehen gegen Wasserverschmutzung und Treibhausgase in den Kampf.

      UV-Licht kann Nano-Partikel aktivieren, die Bakterien in dreckigem Wasser in einer Flasche zerstören. Noch weiter geht das zufällig entdeckte Material Osorb. Bei Osorb handelt es sich um nano-strukturiertes Glas, dessen Oberfläche bei Wasserkontakt flexibel wird, es saugt sich wie ein Schwamm voll und schwillt an. Wasser lässt sich somit von Verunreinigungen trennen. Und nicht nur das: Osorb soll während des Anschwellens das 60.000fache seines eigenen Gewichtes stemmen können.

      Wissenschaftler des Berkeley Lab gelang es jüngst, eine hoch durchlässige Membran zu entwickeln. Diese Nano-Schwämme können CO2-Moleküle aufsaugen, bevor sie in die Atmosphäre eintreten, wo sie Auslöser des Treibhauseffekts sind. Solche Mechanismen können beispielsweise bei Kraftwerken eingesetzt werden, die Energie durch Verbrennen fossiler Energieträger produzieren.

 

Energieversorgung: Nano-Pulver kann aus Wasser Energie gewinnen und Licht in Wärme umwandeln.

 

      Am U.S. Army Research Laboratory in Maryland glückte es Forschern jüngst, ein  nano-galvanisiertes Aluminium-basiertes Pulver zu entwickeln, das nach Zugabe von Wasser oder jeder Wasser enthaltenden Flüssigkeit große Mengen Energie freisetzt. Das Wasser wird aufgespalten in ein Teil Sauerstoff und zwei Teile Wasserstoff (Hydrolyse), wobei der Wasserstoff eine Brennstoffzelle antreiben kann. Nach Aussagen des an der Herstellung beteiligten Teams kann ein Kilo des Pulvers binnen drei Minuten pro Teil Wasserstoff 220 Kilowatt Energie erzeugen.

Nano-Material, das mit Silizium-Borid überzogen ist, erhöht den Wirkungsgrad von Solar-Panelen enorm, weil es sehr viel mehr Licht absorbieren kann. 90% des eingefangenen Lichts werden in Wärme verwandelt, während die Panele gleichzeitig Temperaturen bis 700 °C standhalten.  
 

Informationstechnologie: Nanotechnologien können die Geschwindigkeit von Computern drastisch erhöhen, während die Kosten weiter sinken.

      Elektrische Stromkreise lassen sich per Stift auf Oberflächen auftragen, da die mit Kupfer- oder Silber-Nanopartikeln modifizierten Tinten oder Farben leitfähig sind. Diese Technologie wird bereits kostensenkend in Photovoltaik-Anlagen angewandt.

      Graphene ist ein modifizierter, zweidimensionaler Kohlenstoff mit der Dicke einer Atomlage. Graphene soll eines Tages Computer hervorbringen, die nicht nur bis um den Faktor 1.000 schneller sind als heutige Silizium-basierte Rechner, sie sollen auch nur ein Hundertstel des heutigen Stromverbrauchs haben. Konventionelle Rechner erreichen heute eine Taktung zwischen 3 und 4 Gigahertz – ein Graphene-Rechner könnte bis zu einem Terahertz schaffen.
 

Oberflächen-Selbstoptimierung: Material-Verschleiß und selbst Altern könnten eine Sache der Vergangenheit sein.

      Verändert man die Strukturen bestimmter Materialien im Nanobereich, wird Gewebe wasserabweisend. Rotwein schadet einem Teppich nicht mehr, weil er dank Lotus-Effekt abperlt.

      Zukünftig können Stoffe derart beschichtet werden, dass sie sich im Falle einer Beschädigung eigenständig reparieren. Nanopartikel vagabundieren dann zu jedem Riss, der sich im Gewebe auftut, und schließen ihn. Diese Selbstheilungskräfte beträfen z.B. auch Glas. Ähnliches gilt selbst für die menschliche Haut: Falten würde mit Nanotechnologie zu Leibe gerückt.

 

Status quo Nanotechnologie

Übrigens, diesen und weiteren Feldern widmen sich deutschlandweit ca. 2.000 Nano-Unternehmen und -Forschungseinrichtungen, die direkt oder indirekt 50.000 Menschen beschäftigen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Forschung hat sie kartografiert.


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Glossar

Exit-Beteiligung

Die Exit-Beteiligung ist eine Zahlung, die bei Auftreten eines Exit-Ereignisses durch den Darlehensnehmer an den Darlehensgeber geleistet werden muss. Jeder Darlehensgeber erhält eine Zahlung gemäß seines Anteils (x %) am gesamten Finanzierungsvolumen entsprechend der im Darlehensvertrag bezeichneten Kenngröße, beispielweise x % von 12 % des Verkaufserlöses eines Unternehmens.


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