Nano in Textilien

Der bedeutendste Vorteil der Nanotechnologie liegt in ihrer Möglichkeit, einzelne Komponenten eines Ganzen enorm zu verkleinern. Diese Eigenschaft kommt bereits in unterschiedlichsten Gebieten zum Einsatz. Eines davon ist das Bauhandwerk. In Verglasungen, Wandverputzungen und Fassadenfarben sind Nanopartikel eingearbeitet, die für den so genannten "Lotus-Effekt" sorgen: Schmutzteilchen können sich nicht festsetzen und perlen einfach ab. Die Wärmedämmung vor allem älterer Gebäude lässt sich mit innovativen Dämmmaterialien auf Nanobasis immens verbessern.

In der Computerindustrie profitiert die Technik von der Verkleinerung der Mikrochips, Leiterbahnen und Schaltkreise. Ohnehin sind aus den riesigen Rechnern von einst handliche Geräte geworden, aber die Nanotechnologie erlaubt die Komprimierung komplexer Bestandteile auf Millimetergröße, so dass nicht nur Einzelgeräte immer kleiner werden, sondern auch Geräte, die mehrere Anwendungsbereiche kombinieren, zum Beispiel Smartphones.

Nano-Anwendungen kommen sogar in der Kosmetik vor: So enthalten einige Sonnenschutzcremes Zinkoxidpartikel in der "Größe" weniger Nanometer. Diese Partikel verhindern, dass das Sonnenlicht auf der Haut durch die glänzende Creme gestreut wird; die Lotion wirkt transparent.

Das umfassendste Anwendungsgebiet der Nanotechnologie ist der Umweltbereich, wobei ein sehr bekanntes Beispiel der Katalysator im Auto ist, dessen Beschichtung mit Nanopartikeln die Schadstoffe aus dem Kraftstoff filtert. Dasselbe Prinzip wird in großem Maßstab mithilfe nanoporöser Membranen in Schornsteinfiltern industrieller Großanlagen eingesetzt. Die Smogbildung über Großstädten konnte damit erheblich reduziert werden.

Ebenso trägt Nano-Titanoxid, in Straßenbeläge und Fassadenoberflächen integriert, zur Verbesserung der Luftqualität bei.

Ein anderer Aspekt ist den Verkleinerungsfaktor der Nanotechnologie auf die benötigte Menge eines Rohstoffes zur Produktion einzusetzen: Wenn von einem Material weniger verbraucht wird, lassen sich Rohstoffe sparen, und ein auf diese Weise konstruiertes Auto hat ein geringeres Gewicht und benötigt weniger Kraftstoff.

Sauberes, einwandfreies Trinkwasser für alle Menschen stellt global eine eminente Herausforderung dar. Arsenhaltiges Wasser beispielsweise lässt sich durch Sorptionsmittel, denen mit Nanopartikeln beschichtetes Eisenoxid beigemischt ist, entgiften. Aktuell werden Methoden getestet, umfassende Grundwasserverschmutzungen auf diese Art zu beseitigen.

In der Landwirtschaft sorgen nanotechnologisch aufbereitete Materialien für eine erhöhte Wasserspeicherkapazität magerer und trockener Böden sowie für einen sparsameren Einsatz von Kunstdünger und Pestiziden, indem diese Produkte auf Nanobasis einen optimierten Wirkstofftransport aufweisen. Beim Bau neuer Straßen kann die Wasserdurchlässigkeit des verwendeten Asphalts ebenfalls verbessert werden, so dass er nicht mehr so anfällig ist für Schäden durch eindringendes Wasser und Frost.

Auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien bringt die Nanotechnologie gleichfalls zahlreiche Vorteile mit sich. Die Herstellungskosten von Solarzellen können durch den Einsatz von Nanomaterialien merklich gesenkt werden, während die Leistungsfähigkeit der Zellen erhöht wird. Bei Windkraftanlagen sorgen nanoskalige Polymere dafür, dass die Rotoranlagen leichter werden, sich schneller drehen und so die Windausbeute steigern.

Die Glühbirne als Lichtquelle hat wegen ihrer schlechten Energiebilanz bald ausgedient, und zwei ihrer Nachfolgemodelle, die LED (Light Emitting Diod) und die OLED (Organic Light Emitting Diod), enthalten Nanoteilchen.

Auch Elektroautos, denen die Zukunft auf die eine oder andere Weise gehören wird, kommen ohne die Nanotechnologie nicht aus. Zu obigem Beispiel, dass die Fahrzeuge leichter werden, addiert sich der Einsatz von Bauteilen, deren mit Nanokristallen beschichteten Oberflächen im Fahrbetrieb weniger Reibungswiderstand erzeugen und nicht so schnell verschleißen.

Ein Problem bei der Produktion gängiger Korrosionsschutzmittel ist deren Gehalt an toxischen Stoffen. Auch hier hält die Nanotechnologie Lösungen bereit, denn nanokeramische Verbindungen können die sonst nötigen Schwermetalle ersetzen. Autolacke werden somit rostfrei und gleichzeitig gegen Kratzer und andere mechanische Beschädigungen geschützt. Sogar in Industrie-Klebstoffen sorgen so genannte Nano-Ferrite für eine optimierte Aushärtung beim Kleben - und die Klebeverbindung ist reversibel: Die verklebten Komponenten können später wieder getrennt und recycelt werden. Die Nanotechnologie hat also, wie hier sichtbar wird, bereits deutliche Erfolge aufzuweisen und ist universell einsetzbar. Gleichzeitig befinden sich viele Ansätze, Produktionsweisen und Verwendungszwecke noch im Stadium der Erforschung und Entwicklung und es existieren kaum Langzeitstudien in Bezug auf Umweltverträglichkeit, Langlebigkeit und Gesundheit. Dennoch stellt diese Technologie eine kreative Möglichkeit dar, jene Aspekte des Lebens zu verknüpfen, die in unserem Zeitalter im Fokus stehen: technischer Fortschritt, Ressourcenknappheit und Umweltschutz.