WS0607

In der Nanotechnik sehen Forscher wie Politiker eine der zukünftigen Schlüssel-Technologien und segnen diesen Entwicklungs-Trend mit reichlich finanziellen Mitteln. In der Nanotechnik dreht sich alles um die Chemie: um Synthesen, Verfahren, Spezifikationen, Strukturen und Eigenschaften. Sie beschreibt ein Reich, in dem die Teilchen kleiner als die Wellenlänge des Lichtes ist, in der Regel unter 100 nm. Ein Nanometer ist der 1000-Millionste Teil eines Meters oder 10 hoch minus 9 Meter. „Nano“ heißt finnisch „neun“ oder griechisch: „winzig“. Die Dimension unter 100 nm kann sich auf Partikel, Fasern, Drähte, Röhren oder Poren beziehen. In diesen Größenordnungen bestimmen die Dimensionen neue phantastische Eigenschaften, die weite Forscher-Kreise ins Schwärmen geraten lässt. Während üblicherweise die Volumen-Effekte von Stoffen eine Rolle spielen und die Material-Eigenschaften bestimmen, ist es bei den Nano-Partikeln die Oberfläche. Denn bei einem Teilchen von einem Durchmesser von 3 bis 5 nm befinden sich etwa 50% der Moleküle an der Oberfläche und dominieren den Charakter des Nano-Stoffes. Zusätzlich wirkt sich die Elektronendichte auf der Oberfläche aus.

Der Chemie kommen im Bereich der Nano-Technologie eine Reihe von Aufgaben zu:  heterogene katalytische Reaktionen laufen an den Oberflächen ab, wo die Nano-partikel besonders große Aktionsflächen bieten, der präparativen Chemie bieten sich eine Vielzahl von besonderen  Synthesewegen an, wie beispielsweise die lösungsmittelfreien  Feststoff-Reaktionen,  Oberflächen zu gestalten, dass auf ihnen Mikrostrukturen entstehen, ist die Domäne der Galvanotechnik, des Ätzens, der Bedampfung, u.a. Bausteine für Mikrotechnik, Elektrotechnik, Sandwich-Strukturen, Strukturierung immer neuer Generationen von Mikroprozessoren und Elektronik-Bausteinen fordern auch Chemiker zu neuen Verfahren heraus und neuere Entwicklungen sind auf seine Kreativität angewiesen. Bei Redox-Reaktionen und elektrochemischen Prozessen sowie in der Sensorik schauen Forscher ebenfalls erwartungsvoll in die Zukunft. Für diese komplexen und fachübergreifenden System-Lösungen sind Kooperationen verschiedener Fachrichtungen notwendig.

Für jeden Chemiker sind aber die Kenntnisse über die Methoden zur Herstellung von Nano-Partikeln von großer Bedeutung,  unabhängig davon, ob es sich um anorganische oder organische bzw. kombinierte Zubereitungen handelt.  Ebenso sollte er sich über die Vorteile der Eigenschaften im Verhältnis zu den Kosten ein Bild machen, um dem unbestimmten Rechtsbegriff des „Standes der Technik“ folgen zu können, der beispielsweise im Umwelt- und Arbeitsrecht auch gesetzlich eingefordert wird. Bei all der Euphorie, mit der die Entwicklungen auf dem Gebiet der Nano-Technik begleitet wird, sollen auch die Risiken nicht missachtet werden. Auf Europäischer Ebene haben sich Institute und Unternehmen zusammengeschlossen, um die gesundheitlichen Gefährdungen durch Mikrostäube zu untersuchen. Vor allem der Effekt des Durchdringens der Nano-Partikel von Zellwänden macht einigen Medizinern berechtigte Sorgen. Aber trotz geeigneter aufwendiger Schutzmassnahmen wird der Siegeszug der Nano-Technik und mit ihr der Nano-Chemie nicht aufzuhalten sein.

Prof. Dr. Wolfgang Hasenpusch, Juni 2006