Unendliche Weiten einer winzigen Welt

18. Jänner 2004, 20:10
7 Postings

Wird es bald Mikromaschinen in der menschlichen Blutbahn geben? Werden wir von einem grauen Schleim aus Kleinstrobotern bedroht?

Nichts scheint die Fantasie derart anzuheizen wie die Nanotechnologie. Aber auch realistische Szenarien von immer kleiner werdenden Chipbauteilen eröffnen neue Möglichkeiten für die Industrie.

Wann immer Forscher von ihrer Arbeit im weiten Feld der Nanotechnologie sprechen, merkt man ihnen die Neugier des Kindes angesichts der geheimnisvollen Höhle an. Sie sprechen von "ungeahnten Möglichkeiten", die sich durch die Konstruktion von Materialien und Systemen im Millionstelmillimeterbereich ergeben.

Natürlich bremsen die Nanowissenschafter auch die Erwartungen. Von U-Boot-ähnlichen Maschinen, die durch die Blutbahn sausen, um dort nach dem Rechten zu sehen, wollen sie nichts wissen. Obwohl die Realität der wissenschaftlichen Erkenntnis diese Vision - bei Laien - zuließe: Kanadische Wissenschafter haben vergangenes Jahr von Tests berichtet, wonach kugelförmig hohle Nanopartikel Medikamente ganz gezielt in Zellen bringen könnten.

Das Beispiel zeigt: Nirgendwo scheinen die Grenzen zwischen Fantasie und Wirklichkeit oder dem, was einmal Realität werden könnte, so fließend wie in der Nanotechnologie. Hat doch einer ihrer Propheten, der Amerikaner Eric Drexler in seinem Buch Engines of Creation, die Erde von einer grauen Schmiere überwuchern lassen, die aus winzigen "Nano-Assemblern" besteht: nur einige Millionstelmillimeter große Maschinen, die jedes Material zusammenschweißen können.

Eine Horrorvision

So unrealistisch diese Horrorvision auch klingen mag: Gerade darum geht es unter anderem in der Nanotechnologie: um die Konstruktion von Atom- und Molekülstrukturen nach biologischem Vorbild (Wissen). Man macht sich das Wissen über das biologische Leben zunutze, baut den kräftigen Oberkiefer der Ameise, der einer Beißzange ähnelt, genauso nach wie Lotusblüten und -blätter, die schmutzabweisend sind (Nano-Lack von Mercedes: Seite 12). Die zweite Variante der Nanotechnologie ist die Verkleinerung von bestehenden Strukturen und Einheiten - zum Beispiel in der Chipproduktion. Was gleichbedeutend ist mit einer Leistungserhöhung der Geräte, für die diese Halbleiter verwendet werden. Derzeit glaubt man, bereits in einigen Jahren an die Grenzen des Machbaren zu stoßen, so rasant geht hier die Entwicklung voran. Hoffnung macht ein im Dezember des vergangenen Jahres vom Computerkonzern IBM präsentiertes molekulares Selbstanordnungsverfahren, das eine weitere Verkleinerung von Bauelementen der Chips ermöglichen soll.

Aber auch in Österreich, wo endlich eine Nano-Initiative zur strukturierten Förderung der Nanotechnologie startet (Bericht Seite 10), ist man bemüht, Dinge immer winziger werden zu lassen. Schwerpunkte liegen unter anderem in der Lithografie, jenem Verfahren, mit dessen Hilfe Schaltkreisanordnungen auf Silizium-Halbleiterscheiben (Wafer) in der Chipindustrie übertragen werden. Unternehmen wie IMS Nanofabrication aus Wien, gefördert unter anderem vom Forschungsförderungsfonds der gewerblichen Wirtschaft (FFF), wollen die Herstellung der Chips vereinfachen. Die dafür notwendigen teuren Masken will man sich ersparen. Denn mit Tausenden von Elektronenstrahlen sollen die Feinststrukturen für neue Chips - ohne eine Maske verwenden zu müssen - direkt geschrieben werden, so IMS-Executive-Vice-President Hans Loeschner. Das neue IMS-Verfahren PML2 (Projektionsmaskenlose Lithografie) wird nicht nur die Kosten, sondern auch den Zeitaufwand reduzieren. Mehrere Strahlen könnten nebeneinander "arbeiten".

Um ganz ähnliche Einsparungsmöglichkeiten geht es in der Arbeit des Christian-Doppler-Labors für neuartige funktionalisierte Materialien an der TU Graz und dessen Wirtschaftspartner, dem Leiterplattenhersteller AT&S. Auch hier wird versucht, mit so genannten Direct Write Technologies kostenintensive Produktionsstufen zu überspringen. Statt die Bauelemente wie Widerstände aufzulöten, werden sie mit Tinte direkt aufgedruckt. Einer Tinte, die aus in Nanogrößen neu zusammengesetztem Material besteht, die also bezüglich ihrer Eigenschaften "maßgeschneidert" wurde.

Gute Prognosen

Angesichts derartiger Einsparungspotenziale erscheint das Engagement der Elektronik- und Computerindustrie für Anwendungen der Nanotechnologie nicht besonders erstaunlich. Sony und Toshiba entwickeln zum Beispiel derzeit neue Halbleiter mit Schaltkreisbreiten im Nanobereich, die in Sonys nächster Spielkonsole Playstation 3 eingesetzt werden sollen. Es gibt eigentlich keinen Konzern mehr, der hier nicht aktiv wird. Mut machen ihnen wohl Prognosen wie jene des Forschungsinstituts Frost & Sullivan: Ab 2010/2015 soll dieser Markt demnach das Volumen von über tausend Milliarden Euro übersteigen. (Peter Illetschko/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 12. 1. 2004)

Share if you care.