Im Reich der Zwerge
Nanotechnologien sind die Wissenschaften "des Kleinen". Die Vorsilbe "nano" stammt aus dem Griechischen und wurde aus dem Wort "nanos" für Zwerg abgeleitet. Ein Nanometer1 Nanometer (nm) = 1 milliardstel Meter (m) entspricht einem Milliardstel Meter (10-9 m) oder einem Millionstel Millimeter (10-6 mm). Der Nano-Kosmos ist die Welt der AtomeEin Atom ist die kleinste Einheit eines chemischen Elements. und MoleküleTeilchen, das aus mindestens zwei chemisch gebundenen Atomen besteht.!
Wenn man drei Goldatome nebeneinander legt, entspricht dies der Länge – oder eher der "Kürze" – eines Nanometers1 Nanometer (nm) = 1 milliardstel Meter (m). Diese Grössenordnung ist für das menschliche Auge nicht mehr sichtbar. Deshalb benötigt man besondere Beobachtungsinstrumente. Seit 1980 gibt es spezielle Instrumente, um den Nanokosmos zu erforschen und sogar zu verändern.
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Materialien aus Natur und Labor
Bei Nanotechnologien geht es einerseits darum, Dinge immer kleiner und präziser herzustellen. Andererseits öffnet sich durch die Nanotechnologien der Zugang zu den AtomenEin Atom ist die kleinste Einheit eines chemischen Elements. und MolekülenTeilchen, das aus mindestens zwei chemisch gebundenen Atomen besteht., wodurch neuartige Materialien oder ganze Materialsysteme erzeugt werden können.
NanomaterialienObjekte, Verbunde oder Strukturen mit Abmessungen von 1-100 Nanometern in mindestens einer Dimension. können einen natürlichen Ursprung haben oder künstlich hergestellt werden. In der Natur enthält zum Beispiel Vulkanasche oder der Rauch eines Holzfeuers RusspartikelDurch unvollständige Verbrennung entstehende, winzige Teilchen aus Kohlenstoff. in Nanometergrösse. Viele biologische und chemische Teilchen wie beispielsweise Fetttröpfchen in der Milch oder kleinere Eiweisse im Blut sind nanoskaligGrössenbereich zwischen 1 und 100 Nanometern..
Daneben gibt es künstlich hergestellte NanomaterialienObjekte, Verbunde oder Strukturen mit Abmessungen von 1-100 Nanometern in mindestens einer Dimension., die durch den Menschen entweder absichtlich (z.B. im Labor) oder unabsichtlich (z.B. bei der Verbrennung von Diesel in Motoren) hergestellt werden. Diese PartikelSehr kleines, klar abgegrenztes Teilchen eines Feststoffes. nennt man synthetischeSynthetisch bedeutet: Gezielt und künstlich hergestellt. NanomaterialienObjekte, Verbunde oder Strukturen mit Abmessungen von 1-100 Nanometern in mindestens einer Dimension..
Neues durch Kleinheit
Das Besondere an NanomaterialienObjekte, Verbunde oder Strukturen mit Abmessungen von 1-100 Nanometern in mindestens einer Dimension. sind ihre "neuen" Eigenschaften. Wenn ein Material (zum Beispiel ein Metall wie Aluminium) so lange zerkleinert wird, bis die Teilchen schliesslich nur noch wenige Nanometer1 Nanometer (nm) = 1 milliardstel Meter (m) klein sind, zeigen sie mit abnehmender Grösse plötzlich neue Eigenschaften. Das entstandene feine Pulver verändert seine physikalischen Eigenschaften, obwohl der Stoff chemisch noch genau derselbe ist.
Aluminiumfolie ist beispielsweise chemisch sehr stabil und wenig reaktionsfreudigleicht und schnell chemisch reagierend. Man kann sie gut im Haushalt verwenden. Aluminium-NanopartikelTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. mit
80 nm1 Nanometer (nm) = 1 milliardstel Meter (m) Durchmesser sind das Gegenteil davon: Sie werden als Raketentreibstoff eingesetzt.
