Nanotechnologie

Mit der Nanotechnologie wird heute populärwissenschaftlich die Forschung in der Clusterphysik und Oberflächenphysik, Oberflächenchemie, der Halbleiterphysik, in Gebieten der Chemie und bisher noch im begrenzten Rahmen in Teilbereichen des Maschinenbaus bezeichnet.

Der Sammelbegriff gründet auf der allen Nano-Forschungsgebieten gleichen Größenordnung vom Einzelatom bis zu einer Strukturgröße von 100 Nanometern (nm). Diese Größenordnung bezeichnet einen Grenzbereich, in dem die Oberflächeneigenschaften gegenüber den Volumeneigenschaften der Materialien eine immer größere Rolle spielen und zunehmend quantenphysikalische Effekte berücksichtigt werden müssen. In der Nanotechnologie stößt man also zu Längenskalen vor, auf denen besonders die Größe die Eigenschaften eines Objektes bestimmt. Man spricht von “größeninduzierten Funktionalitäten”. Schon heute spielen die Nanomaterialien eine wichtige Rolle, die zumeist auf chemischem Wege oder mittels mechanischer Methoden hergestellt werden. Einige davon sind kommerziell verfügbar und werden in handelsüblichen Produkten eingesetzt, andere sind wichtige Modellsysteme für die physikalisch-chemische und materialwissenschaftliche Forschung. Einige Beispiele aus der Oberflächenchemie, Oberflächentechnik und Elektrochemie:

1. Galvanische Dispersionsschichten mit nanoskaligen Teilchen (2 bis 50 nm) und besonderen tribologischen Eigenschaften.
2. Durch Steuerung von Diffusion und Elektrokristallisation erzielte Abscheidung von nanokristallinen galvanischen Einzelmetall- und Legierungsschichten mit besonderen mechanischen, thermischen u. a. Eigenschaften.
3. Lacke auf der Basis von flüssigen anorganischen Monomeren, die durch organische Verbindungen verknüpft werden. Nach Einbrennen entsteht eine glasartige, kratzfeste Schicht, die gleichzeitig duktil ist.
4. Organische Pulver aus Nanopartikeln; gestatten dünnere Schichten bei der Pulverbeschichtung.