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Große neue Zwergenwelt

Nanowissenschaften

Winzige Gewichtheber in der Größe einzelner Moleküle, künstliche Viren oder kratzfeste Autolacke sind nur einige wenige Beispiele für Nanotechnologie. Sie spielt in immer mehr Produkten und wissenschaftlichen Entwicklungen eine Rolle.

Nanos ist das griechische Wort für Zwerg, ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter, und in dieser Größenordnung tut sich gerade ziemlich viel. Auf der Ebene einzelner Atome haben Stoffe wie zum Beispiel Gold oder Titandioxid ganz andere Eigenschaften als in sichtbar großen Einheiten.

Die Gesetzte der Nanowelt

In der Nanowelt gelten nicht mehr die Gesetze der klassischen, sondern die der Quantenphysik, was den Teilchen völlig andere elektrische oder optische Fähigkeiten verleiht. Völlig andere Eigenschaften ergeben sich oft aus dem völlig anderen Verhältnis von Volumen zu Oberfläche der Teilchen. Welche Eigenschaften, das untersuchen die Nanowissenschaften, und wie man sie nutzen kann, wird in der Nanotechnologie entwickelt.

Titandioxid etwa ist in sichtbarer Größe weiß, wenige Nanometer große Partikel davon sind hingegen transparent. Als UV-Filter sind sie heute Bestandteil vieler Sonnencremen, die im Gegensatz zu früheren Sonnenblockern keine dicken weißen Masken auf der Haut bilden.

Die Liste der Produkte mit Nanokomponenten auf dem Markt umfasst heute schon mehrere Hundert. Bis 2015 soll der weltweite Umsatz mit Produkten, die Nanotechnologie enthalten, laut Schätzungen auf zwei Billionen Euro anwachsen.

Der Begriff Nanotechnologie

Der Begriff Nanotechnologie ist vergleichsweise alt, 1974 verwendete ihn der japanische Wissenschafter Norio Taniguchi erstmals und blieb damit relativ unbeachtet. Erst rund zwei Jahrzehnte später kam der Nanohype langsam in Gang. Mit ausgelöst wurde er durch das Buch des US-amerikanischen Wissenschafters Eric Drexler. In "Engines of Creation" entwarf er die Vision von "assemblern", Maschinen, die Gegenstände Atom für Atom zusammenbauen können. Diese Idee hat Michael Crichton in seinem Roman "Beute" weitergesponnen, in dem sich die Miniatur-Assembler selbständig machten und die Menschheit plötzlich von Nano-Roboter-Schwärmen bedroht war.

Breite Anwendungsmöglichkeiten

Reale Forschungen und Anwendungen der Nanowissenschaften lassen indes seit einigen Jahren die Herzen der Chemiker, Ingenieure, Biologen, Mediziner, Politiker und Wirtschaftslenker höher schlagen. Sie alle knüpfen große Hoffnungen an die neue Technologie. Das Sortiment möglicher künftiger Verkaufsschlager reicht nicht nur von ultraharten Werkstoffen bis zu effizienteren Solaranlagen. Auch die Medizin könnte mithilfe von Nanobiotechnologie, einer Verbindung der Anwendungen von Nano- und Biowissenschaften, rundum erneuert werden.

Dazu braucht gar nicht die Science-Fiction winzig kleiner U-Boote oder Roboter, die durch den Körper reisen, Wirklichkeit zu werden - real gearbeitet wird zum Beispiel an völlig neuartigen Diagnose- und Testmethoden oder Medikamenten. Da gibt es etwa Nanopartikel als Kontrastmittel, die sich gezielt an die Innenwand von Blutgefäßen anlegen und diese so sichtbar machen, oder Medikamente in Nanopartikelgröße in der Krebstherapie.

Medizinische Nanoprodukte finden sich zum Beispiel in Zahnfüllungen, Implantaten mit nanostrukturierter Oberfläche, Biochips oder Silber-Wundauflagen.

Einen Nano-Boom könnte es auch in der Lebensmittelindustrie geben. Ketchup, das besser fließt, sicherere Verpackungen, gesündere Lebensmittel oder längere Haltbarkeit - all das soll dank Nanopartikeln oder Nanomaterialien möglich werden.

Risiken sind kaum bekannt

Der Zusatz "Nano" gilt als Verkaufsgarant, sowohl in Anträgen für Forschungsgelder als auch auf Produkten im Supermarkt. "Nano" steht oft für fortschrittlich und ist trendig. Zumindest noch. Denn relativ wenig ist derzeit über mögliche Risiken der neuen Technologie für die Umwelt oder die menschliche Gesundheit bekannt. Richtlinien für den Umgang mit den neuen Produkten werden gerade erst erarbeitet.

Gestaltung: Birgit Dalheimer · 03.12.2007

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