Ameise mit Minizahnrad © FZ Karlsruhe

Zahnräder kleiner als ein Ameisenfuß, winzige Schalter oder Transistoren mit Leitungsbahnen von nur wenigen Tausendstel Millimetern - dem Schrumpfungsprozess der Technik scheinen keine Grenzen gesetzt. Alles wird immer kleiner, kompakter und dabei dennoch leistungsfähiger, so scheint es. Hat das Nanozeitalter also schon begonnen? Nur bedingt. Denn die meisten Miniaturtechnologien der Gegenwart sind in Wirklichkeit keineswegs nano, sondern eher mikro oder meso - und damit um ein bis zwei Größenordnungen zu groß.

Doch das könnte sich schnell ändern. Schon sind die ersten Anwendungen "echter" Nanotechnologie auf dem Markt und das Wettrennen um Patente, Lizenzen und Märkte ist in vollem Gange. Von Unternehmensriesen wie Hewlett-Packard, BASF, Toyota oder IBM bis hin zu kleinsten Nanofirmen wie Nanophase oder Nancarbontech; von Computerfirmen, Autoherstellern, Pharmakonzernen bis zu Kosmetikherstellern reicht die bunte Palette all derer, die sich ein saftiges Stück vom "Nanokuchen" versprechen.

Neue Materialien
Ein Großteil der anwendungsorientierten Nanoforschung konzentriert sich dabei auf die Entwicklung von neuen, nanostrukturierten Materialien. Ziel ist es, deren chemische Bausteine oder Oberflächenstrukturen auf Nanometermaßstab zu schrumpfen und dadurch ganz neue Eigenschaften zu erzeugen. So verdanken die seit neuestem auf dem Markt erhältlichen transparenten Sonnencremes ihre Existenz nanometerkleinen Zinkoxidpartikeln. Sie sind zu klein, um das einfallende Sonnenlicht zu streuen und daher erscheint die normalerweise milchige Flüssigkeit jetzt transparent.

In Fassadenanstrichen, Verputz oder Verglasungen sorgen Nanoteilchen beispielsweise mittels "Lotuseffekt" für eine schmutzabweisende Oberfläche. Die nanometergroßen Rillen oder Schüppchen lassen dabei Wasser und Schmutz, aber auch Bakterien, ohne Rückstände abperlen. Andere Nanoteilchen könnten in Zukunft Brillengläser kratz- und schlagfest machen oder Wandkonstruktionen vor Feuer schützen.

Nano für die Umwelt...
Und auch die Umwelt profitiert bereits vom Nanoboom: Filter mit Nanoporen und Katalysatoren, denen Nanomaterialien mehr Effektivität verleihen, verringern zunehmend Schadstoffausstoß und Rohstoffverbrauch.

...und die Computerindustrie
Die größten Vorteile erhofft sich allerdings die ohnehin auf Miniaturisierungskurs steuernde Computerindustrie. Schon jetzt werden die Schaltkreise und Leiterbahnen auf Computerchips in Bruchteilen von Millimetern gemessen. Doch die Siliziumtechnologie stößt langsam an die Grenzen ihrer Verkleinerbarkeit. Die Nanotechnologie scheint auch hier die ersehnte Lösung zu bringen:

Forscher der NASA haben beispielsweise bereits einen Chip konstruiert, in dem Kohlenstoffnanoröhrchen die herkömmlichen Kupferverbindungen ersetzen und damit den Weg zu weiterer Miniaturisierung ebnen könnten. IBM gelang es 2001 einen Transistor aus Nanotubes zu konstruieren.

Der Festplatten-Hersteller Seagate experimentiert zur Zeit mit einem Verfahren, bei dem mithilfe eines Proteins nanomagnetische Speichermaterialien erzeugt werden sollen. Dieter Weller, Leiter der Abteilung für Medienforschung bei Seagate sieht allerdings noch einige Hürden auf dem Weg zu nanomagnetischen Speichermaterialien. Er schätzt, dass es noch mindestens sechs bis zehn Jahre dauern könnte, bis Speichermedien auf der Basis dieser Technologie auf den Markt kommen...