Inhalt. Zusammenfassung. I. Einleitung. Begriffe und Grundlagen

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Manfred Esser
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Inhalt Zusammenfassung I. Einleitung II. Begriffe und Grundlagen 1. Was ist Nanotechnologie? 1.1 Abgrenzung des Feldes, Definition 1.2 Erwartungen an die Nanotechnologie 1.3 Grundlegende Strategien 1.

1 Inhalt Zusammenfassung I. Einleitung II. Begriffe und Grundlagen 1. Was ist Nanotechnologie? 1.1 Abgrenzung des Feldes, Definition 1.2 Erwartungen an die Nanotechnologie 1.3 Grundlegende Strategien 1.4 Neuartige Effekte 1.5 Interdisziplinarität 2. Aktivitätsfelder der Nanotechnologie 2.1 Nanoskalige Basisstrukturen 2.2 Verfahren und Werkzeuge der Nanotechnologie 3. Zusammenfassung III. Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten Deutschlands im Bereich der Nanotechnologie im internationalen Vergleich 1. Internationaler Vergleich anhand bibliometrischer Daten 2. Internationaler Vergleich anhand von Patentanmeldungen 3. Förderung der Nanotechnologie 3.1 Deutschland 3.2 Europäische Union 3.3 USA 4. Zusammenfassung

2 IV. Überblick über wichtige Anwendungsfelder der Nanotechnologie Neuartige Eigenschaften von nanotechnologischen Produkten und Verfahren Anwendungsfelder nanotechnologiebasierter Produkte und Verfahren Oberflächenfunktionalisierung und -Veredelung Katalyse, Chemie und Werkstoffsynthese Energieumwandlung und -nutzung Konstruktion Nanosensoren und Aktuatoren Informationsverarbeitung und -Übermittlung Lebenswissenschaften Sicherheit und Rüstung Übersicht zum Entwicklungsstand Zusammenfassung 133 V. Vertiefungsthema: Anwendungen der Nanotechnologie in ausgewählten Industriebranchen Automobilindustrie Nanotechnologiebasierte Automobil-Komponenten und -Subsysteme Nanobasierte Konstruktionswerkstoffe Nanobasierte Werkstoffe für Antriebe und Energieversorgung Nanobasierte funktionale Schichten auf kundenrelevanten Flächen Luft- und Raumfahrt Bauwesen Textilindustrie Energiewirtschaft Chemische Industrie Zusammenfassung 183

3 VI. Vertiefungsthema: Anwendungen der Nanotechnologie in der Informations- und Kommunikationstechnik Status-quo und Grenzen der Top-down-Strategie Konventionelle Halbleitertechnik und Top-down- Nanotechnologie Entwicklungen und Grenzen von Bauelementen und Fertigungsverfahren in der klassischen" Halbleiterelektronik Neue Bauelemente-Konzepte Logikbausteine Speicherbauelemente Optoelektronik Quantenpunkte und darauf basierende Bauelemente Photonische Kristalle Displaytechniken Organische Leuchtdioden (OLED) Feldemissionsdisplays aus Nanoröhren Nanotechnologiebasierte Systeme und neue Architekturen DNA-Computing Quanten-Computing Anwendungsbeispiel: Allgegenwärtige informationstechnische Systeme Beiträge der Nanotechnologie zur technischen Basis allgegenwärtiger informationstechnischer Systeme Anwendungsbeispiele für allgegenwärtige informationstechnische Systeme Bewertung Zusammenfassung 238 VII. Vertiefungsthema: Anwendungen der Nanotechnologie im Bereich der Lebenswissenschaften Nanotechnologie und Lebenswissenschaften Wechselwirkungen Nanobiotechnologie Biologische und technische Nano-Systeme Nano2Bio und Bio2Nano 248

4 2. Stand und Perspektiven Biologische Strukturen und Prozesse Biologische Wirkstoffe Medizinische Verfahren und Instrumente Nahrungsmittel Kosmetik Biomimetik Bioinformatik und molekulare Computer Erwartungen und Prognosen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im internationalen Vergleich Bibliometrische Daten Patentanmeldungen Fördermaßnahmen Zusammenfassung 298 VIII. Visionen zur Nanotechnologie Visionäre Diskurse zur Nanotechnologie Forschungspolitik, Wissenschaft und Visionen in den USA Futuristische Visionen und Science Fiction Zusammenfassung 325 IX. Chancen und Risiken der Nanotechnologie Wirtschaftliche Aspekte Halbleiterund optoelektronische Systeme Chemie und Katalysatoren Filter und Membranen Medizin, Bio- und Gentechnologie, Pharmazie Gesundheit und Umwelt Positive Folgen für Gesundheit und Umwelt Mögliche negative Folgen für Gesundheit und Umwelt Ausgewählte Fallbeispiele Ethische und gesellschaftliche Aspekte Eingriffe in den menschlichen Körper 351

5 3.2 Verteilungsgerechtigkeit und Selbstbestimmung Sicherheitspolitische Implikationen Zusammenfassung 368 X. Handlungsbedarf Forschung und Entwicklung im Bereich der Nanotechnologie Forschung zu Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt Ethische und gesellschaftliche Aspekte Information der Öffentlichkeit und Diskurse Ausbildung und Nachwuchsförderung Militärische Sicherheit Regulierungsbedarf Zusammenfassung 386 Literatur In Auftrag gegebene Gutachten Zitierte Literatur 389 Anhänge Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellarische Übersicht ausgewählter nanotechnologiebasierter Produkte 419

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