Ausgabe 7 | 2010
kompakt Jeden Monat neue Infos aus der Welt der Ingenieure
»» N A N O T E C H N O L O G I E
Winzig klein, aber oho! Der Chemiker Dr. Alexey Kalachev ist Brillenträger. Wie viele andere findet er Kontaktlinsen eleganter, aber das lästige abendliche Heraus-
Nanotechnologien sind allgegenwärtig, und ihre Bedeutung wird in allen Disziplinen in den nächsten Jahren stetig zunehmen. Das Thema ist so umfassend, dass man es eigentlich nur an der Oberfläche behandeln kann. Aber das ist gar nicht so schlecht, denn nicht selten geht es um Oberflächenbehandlung, wenn Nanoverfahren zum Einsatz kommen.
nehmen hat ihn immer gestört. Deshalb hat er vor einigen Jahren damit begonnen, eine Linse zu entwickeln, die drei Monate lang permanent im Auge bleiben kann. Nun gibt es zwar inzwischen sogenannte Silikon-Hydrogel-Kontaktlinsen, mit denen das bis zu einem Monat möglich ist. Aber Kalachevs Ansatz, den er in Kooperation mit der Bayer AG verfolgt, liefert noch bessere Ergebnisse und
»» P O R T R Ä T Die Nanomaterial-Bibliotheken Professor Alfred Ludwig leitet an der Bochumer Ruhr-Universität den Lehrstuhl „Werkstoffe der Mikrotechnik“. Alles dreht sich um nanoskalige Materialien für miniaturisierte technische Produkte zur Energiewandlung und -speicherung. »» weiter S. 3 + 4
ist innovativer – er macht sich Nanotechnologie zunutze: Da die Sauerstoffversorgung der Hornhaut über die mögliche Tragedauer entscheidet, musste die Sauerstoffdurchlässigkeit der Linsen erhöht werden. Silikon ist als Basismaterial eigentlich bestens geeignet, doch dessen Oberfläche ist wasserabweisend und es schwimmt deshalb unbehandelt nicht auf der Tränenflüssigkeit, sondern saugt sich am Auge fest. Mit Hilfe des sogenannten Niederdruckplasmaverfahrens verändert Kalachev die Materialoberfläche: In einem Vakuum wird das Silikon einem elektrischen Feld ausgesetzt, das die Moleküle in der obersten Schicht so umstrukturiert, dass sie wasser»» weiter S. 2
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Ganz gleich, ob es um Biologie, Chemie, Physik, Medizin, Maschinenbau, Elektrotechnik, Bauingenieurwesen, Lebensmitteloder Umwelttechnik geht –
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Nanotechnologie ist ein Bereich mit großer Zukunft und breiter Wirkung – chemische Verfahren und physikalische Eigenschaften zeigen Erstaunliches aus der Welt der Wissenschaft des Allerkleinsten
Thema: Nanotechnologie »» INTRO Zwergenaufstand In den 80er Jahren des vergangenen Jahrhunderts war der Begriff „Mikroelektronik“ in aller Munde. Computer waren so weit geschrumpft und preiswert geworden, dass ihr Einzug in die Büros und Wohnzimmer der Industrienationen in kurzer Zeit zur Selbstverständlichkeit wurde. „Mikro“ (aus dem Griechischen, mikròs = klein) steht dabei für Größenordnungen im Bereich eines tausendstel Millimeters oder eines Mikrometers. Eine Dimension, die anschaulich wird, wenn man sich vorstellt, dass Haare je nach Typ in etwa 20 bis 180 Mikrometer breit sind. Aber die Grenzen des Machbaren verschieben sich immer weiter, „Nano“ (nános = Zwerg) hat „Mikro“ als Modewort längst abgelöst. Das bedeutet nichts anderes, als dass die Dinge noch einmal ums Tausendfache kleiner werden. Damit befindet man sich schon fast auf der Ebene von Atomen. In diesem Bereich wirken die Gesetze der Quantenmechanik. Und die lassen Materialien ganz anders reagieren, als wir es bisher gewohnt waren. Die entsprechenden Technologien zur Erforschung und Anwendung von Nanoeffekten stehen zwar noch am Anfang, aber sie werden unser Alltagsleben und die Ingenieurwissenschaften nachhaltig verändern. //
»» P R O D U K T E Mikro und Nano mit Methode! Wer denkt bei lichtstarken Fernsehern, brillant glänzenden Autolacken oder knallharten Tennisschlägern schon an Nanotechnik? Aber neue Powermaterialien und winzige Wunderteilchen stecken längst in unserem technischen Alltag. »» weiter S. 5 + 6