Bericht zur Akademietagung "Nano-Technologie"

Wenn die Technik vom Kohlrabi lernt

Akademietagung mit dem VDI zur Nanotechnik

Weltraumexpeditionen zum Mond oder Mars faszinieren und gelten als Triumph menschlicher Technik. Dank Bildübertragung kann heute jeder fast zeitnah weit entfernte Räume in Augenschein nehmen. Eine mindestens ebenso spektakuläre Welt tut sich in unserer unmittelbaren Umgebung auf: im Nanobereich, d.h. in einem Größenbereich von einem Millionstel Teil eines Millimeters, gibt es eine eindrucksvolle Zwergenwelt (Nano = griech. Zwerg) zu entdecken.

Dazu benötigt man allerdings keine Raumschiffe, sondern sogenannte „Rastertunnel“- und „Rasterkraft“-Mikroskope, mit denen Dinge sichtbar werden, die vorher dem menschlichem Auge verborgen blieben. Der Experimentalphysiker Prof. Dr. Thomas Schimmel (TU Karlsruhe) macht an diesen Mikroskopen den Beginn der Nanotechnologie fest und spricht liebevoll von Einblicken in eine „Wunderwelt in klein“: Zu sehen sind einzelne Atome, die mit entsprechenden Werkzeugen angefasst und für eigene Zwecke neu geordnet werden können. Schimmel ist davon überzeugt, dass die Entdeckungen im Nanobereich „eine ähnliche technische Bedeutung haben wie die Reise zum Mond“. Der „Nanotechnologie“ wird daher eine Schlüssel- und Querschnittsfunktion im 21. Jahrhundert zugeschrieben. Zwei Hauptrichtungen der Entwicklung seien dabei erkennbar: die Arbeit an Nanomaterialien und dünnen Schichten und Computertechnologien.

Die diesjährige Tagung der Evangelischen Akademie Baden gemeinsam mit dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI) nahm sich am Wochenende des Themas an und diskutierte über die Herausforderungen durch die Nanotechnologie. Dr. Gerd Bachmann vom VDI-Technologiezentrum (Düsseldorf) zeigte in Bad Herrenalb, dass es bisher noch keinen reinen Nanotechnikprodukte gibt. Allerdings würden deren Ergebnisse schon heute tagtäglich genutzt: Speichermedien in Handys und Computern basieren auf Nanotechnologie.

Nanotechnik bedeutet auch, von der Natur zu lernen. Dazu zählten Reparaturfähigkeiten, Selbstorganisation, Anpassungs- und Erkennungsfunktionen. So studiert man die Wasser abweisenden Eigenschaften von Kohlrabi oder Lotusblüten, um sie technisch für „selbstreinigende Gläser und intelligente Fassaden“ zu verwenden. Der Traum, mit der Nanotechnik gleichsam einen „atomaren Legokasten“ zu besitzen, sei vorerst aber nur der Wissenschaft vorbehalten, schränkte Baumann ein.

400 bis 500 Firmen in Deutschland arbeiten im Bereich Nanotechnologie. Deutschland hat damit eine starke Basis in diesem Bereich, erhofft wird zur Zeit noch ein stärkeres Industrieengagement in diesem Bereich. D Das Fazit für Bachmann lautete: „Konstruieren mit den elementaren Bestandteilen unsere Erde ist sicherlich eine Innovationschance, stellt aber auch Herausforderungen an Wissenschaft, Technik und Ethik.“

Der Materialwissenschaftler Prof. Dr. Horst Hahn (TU Darmstadt) ist dennoch begeistert von der Nanowelt: zukünftig könnten die Eigenschaften von Materialien so beeinflusst werden, dass sie optimal für ihren Zweck werden. Dabei könne man von der Natur lernen, in der Nanomaterialien häufig vorhanden seien: So könnten Geckos dank sich bis in Nanostrukturen verzweigender Füße an der Decke laufen. Noch sei es Zukunftsmusik, aber es sei durchaus denkbar, dass auch einmal Menschen „mit entsprechend entwickelten Handschuhen an der Decke herumlaufen können“.

Faktisch ist Nanotechnik heute eine kontinuierliche Entwicklung zur Optimierung bestehender Produkte. Was früher nur mit teurer Spezialoptik möglich war, ist heute dank Nanooptik preiswert in Standardprodukte einbauen. Bachmann stellte weitere Entwicklungen wie intelligente Fassaden und selbstreinigende Gläser, Sonnencremes mit besserem Sonnenschutzfaktor, Tischtücher und Krawatten, die nicht mehr verschmutzen sowie neue hauchdünne Beschichtungen vor.

Der Diplomphysiker Markus Deubel (TU Karlsruhe) zeigte in seinem Beitrag über Photonische Kristalle die Möglichkeiten an, optische Computer und photonische Mikrochips herzustellen.

Der Physiker Dr. Volker Hilarius (Darmstadt) wies auf Nanopartikel hin, die inzwischen als Lichtschutzfaktoren in Sonnenschutzcremes Einzug gehalten haben. Auf dem Markt sind auch kosmetische Produkte, die einen Antifalteneffekt durch Lichtstreuung erzeugen.

Der Politikwissenschaftler Dr. Norbert Malanowski (Düsseldorf) zeigte Chancen und Risiken der Nanotechnik im Dreieck Wirtschaft, Umwelt, Soziales auf. Es gäbe ein enormes ökonomisches Potential der Nanotechnik und werde „als wichtiger Wirtschaftsfaktor“ angesehen, der die Wettbewerbsfähigkeit stärke. Im Bereich Umwelt erwartet Energie- und Materialeinsparung mittels Nanotechnologie. Offene Fragen seien die Umweltverträglichkeit, die relativ energieintensive Herstellung und die Frage nach der Wiederverwertbarkeit. In diesem Sinne schloss die Tagung mit einer Podiumsdiskussion zu den ethischen Herausforderungen der Nanotechnologie. Dr. Michael Decker, Mitarbeiter des Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) Karlsruhe, hält ein Nachdenken darüber für notwendig, „wenn Grenzen des Üblichen überschritten werden und Wertkonflikte“ entstehen. Zur Zeit gebe es solche aber eher im Bereich von Visionen und Befürchtungen als in der Realität.

Ralf Stieber, Karlsruhe, 25. 01.2004