Herzlich willkommen! StudyIng: Wege, Chancen, Perspektiven. Fachhochschule Bielefeld University of Applied Sciences

Transkript

1 Herzlich willkommen!

2 Alles Nano oder was? Immer kleiner, immer schneller... Faszination Nanotechnologie Prof. Dr. rer. nat. Christian Schröder Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

3 Was ist Nanotechnologie? Wie sie sehen, sehen Sie nichts!

4 Nanotechnologie ist Technologie vom Allerkleinsten! Aber erfordert große Anstrengungen!

5 Nanotechnologie ist visionär! In ein bis zwei Jahrzehnten wird die Menschheit in ein neues Zeitalter eintreten, in dem fast nichts mehr unmöglich sein wird. Nach der "Nano"-Revolution werden unsere heutigen Technologien so veraltet wirken, wie ein Faustkeil neben einem Supercomputer.

6 Nanotechnologie ist visionär! Genauso selbstverständlich wie heute ein Mikrowellenherd soll dann in jedem Haushalt ein "Nano-Manipulator" stehen. Er soll einen alten Schuh in ein bis zwei Stunden in ein saftiges Steak verwandeln können, durch die gezielte Manipulation einzelner Moleküle. [Quelle: Quarks & Co.]

7 Nanotechnologie ist Technologie vom Allerkleinsten! Nanotechnolgie beschäftigt sich mit der Entwicklung von nützlichen/funktionalen Materialien, Maschinen und Systemen, die sich durch Manipulation von Materie auf atomarer Ebene ergeben. [Quelle: NASA Ames Research Center] Dabei werden insbesondere neuartige Phänomene und Eigenschaften ausgenutzt, die sich erst auf der Nanoskala ergeben (physikalisch, chemisch, biologisch)!

8 Nanotechnologie ist Technologie vom Allerkleinsten! Schmelzpunkt [ C] Schmelzpunkt von Gold: 1064 C Quelle: K.J. Klabunde, 2001 Teilchenradius [nm]

9 Nanotechnologie ist Technologie vom Allerkleinsten! Aber solche Nano-Maschinen gibt es doch schon! Richtig! Aber die tun leider nicht das, was WIR wollen!

10 Ist Nanotechnologie Utopie?

11 Nanotechnologie im Alltag Was hat Kosmetik mit Nanotechnolgie zu tun? Das Sonnencreme-Problem Problem! Nach dem Einreiben fließt ein Großteil der Creme in Hautfalten ab und mit ihr auch die organischen UV-Filter. Die Folge: Die erhöhten Hautpartien sind schlechter geschützt.

12 Nanotechnologie im Alltag Die Lösung: Nano-Sonnencreme kleine Partikel aus Zink- oder Titandioxid filtern das UV-Licht genauso gut wie organische Filter und haben den Vorteil, dort liegen zu bleiben, wo man sie aufgetragen hat. Außerdem rufen sie keine Allergien hervor.

13 Nanotechnologie im Alltag Anfangs gab es mit den Oxidpartikeln allerdings ein kosmetisches Problem: Die Industrie konnte keine Partikel unter der Größe eines Mikrometers herstellen. Deshalb blieben sie nach dem Auftragen als weißer Film auf der Haut sichtbar. Erst mit der Herstellung "echter" Nanopartikel, haben die Kosmetikfirmen das Problem gelöst.

14 Wo erwartet man Großes von der Nanotechnologie? Neue Materialien und Produktionsprozesse heute schon: Oberflächen, auf denen sich kein Staub halten kann (Lotuseffekt) Medizin heute schon: Lokale Tumorchemotherapie mit nanomagnetischen Partikeln Energie und Umwelt Höhere Wirkungsgrade durch neue Materialien!... Informationstechnik Elektronik, Computer und Speichertechnologien

15 Nanotechnologie + Informationstechnik Beispiel: Speichertechnolgien Vor etwa zwanzig Jahren wurde die Diskette mit 1,41MB erfunden. Heute: USB-Sticks Sticks mit bis zu 8 GB! 1GB entspricht 728 Disketten. Das entspricht einem Diskettenstapel von 2,4m Höhe!

16 Und wie geht s weiter? Nanoinformationstechnik!

17 Nanoinformationstechnik an der FH Bielefeld??? Und ob! Immer kleiner, immer schneller auf der Suche nach dem kleinsten und schnellsten magnetischen Schalter der Welt!

18 Wie sucht man danach? Mit Computer-Simulationen Simulationen!

19 Nanoinformationstechnik an der FH Bielefeld??? Und ob! Man nehme ein wenig Theorie...

20 Nanoinformationstechnik an der FH Bielefeld??? Und ob!... SEHR VIEL Rechnerleistung... Laboratory, Ames, Iowa,, USA

21 Nanoinformationstechnik an der FH Bielefeld??? Und ob!... internationale Kooperationen... Forschungsgruppe High Performance Computing an der Iowa State University.

22 Nanoinformationstechnik an der FH Bielefeld??? Und ob!... und heraus kommen interessante Projekte (Tataa!)

23 Nanoinformationstechnik an der FH Bielefeld??? Und ob! Aber, das ist doch alles nur Simulation? Wie stets mit der Realität? Unsere Chemiker sind mittlerweile in der Lage, gezielt magnetische Moleküle zu konstruieren, die als nanomagnetische Schalter dienen könnten! Prof. A. Müller, Uni Bielefeld

24 I have a dream...

25 Aber Achtung! Die Konkurrenz schläft nicht! Einer deutschen Firma ist es in einem neuen Verfahren gelungen,, den ihrer Meinung nach dünnsten Nano- Draht der Welt herzustellen. Ein Draht-Muster wird mit der Bitte um ein Gutachten nach Japan geschickt, da man glaubt, einen Rekord gebrochen zu haben. Nach einer Woche kommt ein Paket zurück. Drinnen ist der Draht und ein Brief: "... Ihr Paket haben wir erhalten, es enthielt jedoch nur eine Materialprobe ohne Begleitschreiben. Da wir uns nicht sicher waren,, was sie von uns wünschen, haben wir zu Versuchszwecken das eine Ende des Drahtes aufgebohrt und ein Innengewinde hineingeschnitten. Anbei senden wir ihnen die Materialprobe zurück....."

26 Kontakt? bielefeld.de/fb2/schroeder