Nanotechnik

Euphorie war gestern

Von Manfred Lindinger

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Nanoschmieden: Das abgebildete Teilchen ist 1000 mal kleiner als ein Salzkorn

28. November 2007 Es ist langer Weg von der Entdeckung eines neuen physikalischen Phänomens über die Verwirklichung im Labor und den Bau eines Prototyps bis hin zu dessen Vermarktung. Nicht selten dauert es zwischen zehn und zwanzig Jahre. Diese bisweilen schmerzliche Erfahrung müssen mittlerweile auch viele Wissenschaftler, Ingenieure und Ökonomen machen, die sich mit der Nanotechnik befassen und an marktreifen Produkten arbeiten. Viele sehen die Technik, die sich mit Strukturen und Objekten beschäftigt, die weniger als 100 Nanometer messen, nach wie vor im Stadium einer Wissenschaft. Dass der „Nano-Hype“ nun offenbar gänzlich überwunden ist und man die Chancen und Potentiale der Nanotechnik inzwischen realistischer einschätzt, ist in der vergangenen Woche auf dem Nanotechnologie-Forum Hessen in Frankfurt deutlich geworden.

Rund 700 Produkte sind bereits auf dem Markt, die winzige Partikeln erhalten oder die mit Verfahren der Nanotechnik hergestellt wurden. Der Markt ist aber noch eher bescheiden, und die Umsätze noch deutlich geringer als die Investitionen. So belegt Deutschland mit mehr als 300 Millionen Euro den dritten Platz hinter den Vereinigten Staaten und Japan. China schicke sich an, in der Nanotechnik eine Führungsrolle zu übernehmen, sagte Wolfgang Stöffler vom Bundesforschungsministerium. Das zeige sich deutlich an der Zahl der studierenden Chinesen, von denen rund acht Millionen ein Ingenieurstudium gewählt hätten. Trübe Aussichten für Deutschland, wo derzeit etwa 40.000 Ingenieure fehlten. Noch sei Deutschland insbesondere in der Grundlagenforschung gut aufgestellt. Nun gelte es nach Ansicht von Stöffler die Anwendungen voranzutreiben sowie Wissenschaftler und Unternehmer von kleinen und großen Betrieben stärker zu vernetzen. An solchen Plattformen seien viele Unternehmer mehr interessiert als an Fördergeldern, sagte Löffler.

Ähnliche Entwicklung wie in der Mikrosystemtechnik

„Wir erleben in der Nanotechnik fast eine ähnliche Entwicklung wie in der Mikrosystemtechnik“, erklärte Thomas Heimer von der Frankfurt School of Finance and Management und bedauert, dass die vor zehn Jahren prognostizierten Marktzahlen bis heute nicht erreicht worden sind. 1987 offiziell ins Leben gerufen, hat die Mikrosystemtechnik, die miniaturisierte elektrische, mechanische und optische Bauelemente zu neuartigen intelligenten Bauteilen zu vereinen versucht, einen langen Weg hinter sich. Im Grunde hat er schon mit der Erfindung des Transistors 1947 begonnen, wie Helmut Schlaak von der Technischen Universität Darmstadt ausführte. Inzwischen hätten viele Bauteile den Weg in die Anwendung gefunden, etwa als Sensoren für Airbags und Antiblockiersysteme, als Herzschrittmacher oder als Schreib-Lese-Köpfe für Computerfestplatten. In vielen Geräten der Mikrosystemtechnik treffe man bereits auf Nanotechnik etwa in Form winziger Poren oder dünner magnetischer Schichten.

Anhand der sogenannten Nanoröhrchen aus Kohlenstoff zeigte Thomas Heimer von der Frankfurt School of Finance und Management beispielhaft die Entwicklung der Nanotechnik auf. 1991 erstmals von dem japanischen Forscher Sumio Iijima synthetisiert, stießen die zylindrischen Gebilde mit Durchmessern von wenigen millionstel Metern wegen ihrer ungewöhnlichen mechanischen und elektrischen Eigenschaften schnell auf großes Interesse. 1998 präsentierten niederländische Forscher den ersten funktionierenden Transistor, der aus einem einzelnen mit Goldelektroden bestückten einwandigen Nanoröhrchen bestand. Mittlerweile sind auf deren Basis winzige Dioden, Feldeffekt-Transistoren, einfache logische Schaltkreise und Speicherbausteine sowie Elektronenquellen für Flachbildschirme in den Labors gefertigt worden.

Die Zukunft der Nanotechnik

Von einer auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen basierten Computer-Architektur sei man allerdings noch weit entfernt, sagte Heimer. Schwierigkeiten bereite die gezielte Anordnung der Moleküle auf einem Mikrochip und ihre Verdrahtung sowie die Herstellung von Nanoröhrchen einheitlicher Größe. Heimer sieht die Zukunft der Nanoröhrchen deshalb eher in der Werkstofftechnik, etwa bei der Herstellung von reißfesten und widerstandsfähigen Fasern oder von leichten Bauteilen. Ein Hemmschuh für kommerzielle Anwendungen ist der hohe Preis der Nanoröhrchen.

Gute Chancen für die Nanotechnik sehen die Experten auf dem Energiesektor. Leichtere Bauteile für Autos und Flugzeuge, sparsame und leistungsfähige Leuchtdioden, effiziente Solarzellen und Batterien, vor allem stabilere Brennstoffzellen sind mögliche Anwendungen. Dennoch werde die Nanotechnik in absehbarer Zeit keine Wende bei der Energieversorgung bewirken und den Ausstoß an Kohlendioxid nicht merklich senken helfen.

Text: F.A.Z., 28.11.2007, Nr. 277 / Seite N1
Bildmaterial: dpa

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