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21. Februar 2013

Unsichtbare Zwerge ganz groß

Nano-Truck macht Station in Stegen und klärt über Chancen und Risiken von Nanotechnologie auf.

  1. Nano-Truck in Stegen: Schüler des Kollegs St. Sebastian bei ihren Experimenten am Elektronenrastermikroskop. Foto: Nikolas von Wysiecki

STEGEN. Alexander Heusel lässt Ketchup auf ein grünes Blatt tropfen. Doch der rote Tropfen bleibt nicht am Blatt kleben, sondern läuft sofort herunter und geht zu Boden. Es handelt sich um den sogenannten Lotus-Effekt: Kleinste Teilchen auf der Oberfläche des Lotusblattes führen dazu, dass der Ketchup nicht an ihm haften bleiben kann. Der Effekt zeigt nur eine der vielen Möglichkeiten von Nanotechnologien auf.

Um über die neue Technologie zu informieren, hielt der Nano-Truck für drei Tage am Bildungs- und Beratungszentrum für Hörgeschädigte in Stegen. Der orangene Lkw ist auf Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung seit 2004 in Deutschland unterwegs, um über Chancen und Risiken von Nanotechnologie für Menschen und Umwelt aufmerksam zu machen. Mit ihm Reisen drei Wissenschaftler und Heusel ist einer von ihnen. Die Wissenschaftler bieten Vorträge und Workshops zum Thema "Nano" an, die sich an Schüler und die breite Öffentlichkeit richten.

Aber was verbirgt sich denn hinter dem Begriff Nanotechnologie? Nano kommt aus dem Griechischen und bedeutet Zwerg. Bei Messeinheiten bezeichnet der Vorsatz nano den milliardsten Teil, und das ist sehr klein: Entspräche der Durchmesser unserer Erde einem Meter, wäre ein Nanometer gerade so groß wie eine 1-Cent-Münze; ein Nanometer ist etwa 50 000 Mal kleiner als der Durchmesser eines Haares. Der Witz an diesen kleinen Teilchen ist, dass ihre Größe ihre physikalischen Eigenschaften bestimmt. Während zum Beispiel ein Goldbarren physikalisch ähnlich funktioniert wie ein Nugget, färben Nanopartikel Wasser je nach Größe unterschiedlich ein. Je nach Größe verändern die Winzlinge die Brechung des Lichts. Und genau diese Effekte macht sich die Nanotechnologie zu nutze. Wie beim Lotus-Effekt lassen sich Oberflächen mit Nanopartikeln beschichten, um ihnen bestimmte Eigenschaften zu verleihen. So entstehen Flächen, auf denen keine Fingerabdrücke mehr halten, griffige Autoreifen, biegsame Displays und Socken, die nicht mehr nach Schweiß riechen.

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Dabei sind kleine Teilchen zunächst nichts Ungewöhnliches: "Biologie funktioniert zu weiten Teilen auf Nanoebene. Die Enzyme in unserem Körper, alles Nanopartikel", klärt Heusel auf. Doch Risiken gibt es durchaus, denn es muss erst untersucht werden, welche Effekte die kleinen Teilchen möglicherweise noch mit sich bringen. "Hier muss man von Fall zu Fall prüfen, was die Probleme sind, dass lässt sich nicht pauschal für alle Materialien sagen. Es ist uns ein Anliegen, vor der Einführung von neuen Verbindungen deren Risiken zu testen." Zum Beispiel enthalten viele Sonnencremes Titandioxid, um allergischen Reaktionen vorzubeugen. Auch das lässt sich auf Nanogröße schrumpfen und ist dann nicht mehr milchig, sondern durchsichtig. Aber es zieht möglicherweise in die Haut ein – mit unbekannten Folgen. Dies ist jedoch durch Tests ausgeschlossen worden und der Partikel wurde freigegeben. Außerdem trat 2013 eine Kennzeichnungspflicht bei der Verwendung von Nanoteilchen in Kraft, die Verbraucher informieren soll.

Fingerabdrücke mutieren zu Mondlandschaften

"Ziemlich lang der Staub". Heute ist der Physik-Leistungskurs des Kollegs St. Sebastian in Stegen zu Besuch im Nano-Truck. Die Schüler haben die Möglichkeit, eigene Proben auf einem Elektronenrastermikroskop zu untersuchen und sie sich in 30 000-facher Vergrößerung anzuschauen. Fingerabdrücke erscheinen da auf einmal wie Mondlandschaften. "Ich finde es spannend zu sehen, was man im Alltag benutzt, dass auf Nanotechnologie beruht und es nicht weiß. Außerdem freue ich mich mal eine praktische Anwendung unseres theoretischen Wissens zu sehen", findet Hannah Rieß, die in diesem Jahr Abitur machen wird.

Auch der Lehrer des Kurses, Bernd Schirmer, findet, dass sich der Ausflug lohnt: "Wir machen gerade Quantenmechanik und hier zeigt sich, wie relevant das alles in der Praxis ist." Alexander Heusel kann von einer guten Resonanz berichten: Am Montagvormittag war der Truck für die Öffentlichkeit geöffnet und es kamen rund 100 Besucher, um sich über Nanotechnologie zu informieren. Zum Glück hat Heusel noch einige Flaschen Ketchup an Bord.

Autor: Nikolas von Wysiecki