Nanotechnologie – eine Zukunftstechnologie mit Visionen

Nanotechnologie gilt zunehmend als Zukunftstechnologie schlechthin. Statt „immer höher, immer weiter“ lautet ihr Motto „immer kleiner, immer schneller“. Die Nanotechnologie erschließt uns die Welt der allerkleinsten Dinge. Ein Nanometer ist der millionstel Teil eines Millimeters. Der Durchmesser eines menschlichen Haares ist fünfzigtausend mal größer. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie sind immens. Die künftigen Fortschritte der Nanotechnologie entscheiden mit über die weitere Entwicklung zukunftsträchtiger Branchen. Das Bundesforschungsministerium hat hierzu eine Gesamtstrategie vorgestellt.


Nanotechnologie beschäftigt sich mit der Forschung und Konstruktion in sehr kleinen Strukturen: ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Nano (griech: Zwerg) umfasst Forschungsgebiete aus der belebten und unbelebten Natur. Anwendungen entstehen in der Energietechnik – Brennstoff- und Solarzellen -, in der Umwelttechnik – Materialkreisläufe und Entsorgung – oder in der Informationstechnik – neue Speicher und Prozessoren – aber auch im Gesundheitsbereich. Nanotechnologie ist ein Oberbegriff für unterschiedlichste Arten der Analyse und Bearbeitung von Materialien, denen eines gemeinsam ist: Ihre Größendimension beträgt ein bis einhundert Nanometer (ein Nanometer ist ein millionstel Millimeter). Die Nanotechnologie nutzt die besonderen Eigenschaften, die für viele Nanostrukturen charakteristisch sind. Die mechanischen, optischen, magnetischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften dieser kleinsten Strukturen hängen nicht allein von der Art des Ausgangsmaterials ab, sondern in besonderer Weise von ihrer Größe und Gestalt. Voraussetzung für die Nanotechnologie ist die Entdeckung der Arbeitsmöglichkeiten mit einzelnen Bausteinen der Materie sowie das damit zunehmende Verständnis der Selbstorganisation dieser Bausteine.

Die Nanotechnologie erarbeitet die Grundlagen für immer kleinere Datenspeicher mit immer größerer Speicherkapazität für hochwirksame Filter zur Abwasseraufbereitung, für photovoltaische Fenster, für Werkstoffe, aus denen sich in der Automobilindustrie ultraleichte Motoren und Karosserieteile fertigen lassen, oder für künstliche Gelenke, die durch organische Nanooberflächen für den menschlichen Körper verträglicher sind.

Ausgangslage

Die industrielle Eroberung der Nanometer-Dimension hat bereits eingesetzt. Ähnlich wie in der Informationstechnik geht die Erforschung der physikalischen Grundlagen und die Entwicklung und Markteinführung erster Produkte Hand in Hand. In der Elektronik gehört die nanoskalige Strukturierung bei der Chipherstellung oder bei der Entwicklung neuer Festplatten für Computer schon heute zum Handwerk. Aber auch für viele andere in Deutschland wichtige Industriebranchen wie Chemie, Pharma, Automobilbau, Informationstechnik oder Optik hängt die künftige Wettbewerbsfähigkeit ihrer Produkte von der Erschließung des Nanokosmos ab. Die künftigen Fortschritte der Nanotechnologie sind entscheidend für die weitere Entwicklung dieser Industriesektoren.

Durch Forschungsförderung zur Spitzenposition

Durch die Forschungspolitik der EU und des BMBF nimmt heute nicht nur die Forschung in der Nanowissenschaft international einen der vordersten Plätze ein. Auch die auf Nanotechnologie-Produkte ausgerichteten Firmen haben an Anzahl und Renommee deutlich zugelegt. Grob geschätzt besitzen die USA und Europa etwa gleich viele Unternehmen mit Bezug zur Nanotechnologie. Etwa die Hälfte der in Europa ansässigen Firmen stammt aus Deutschland.

Seit 1998 wurden die Mittel für die Projektförderung in der Nanotechnologie vervierfacht. Auf dem Gebiet der Nanotechnologie ist die Bundesrepublik dadurch die Nummer 1 in Europa.

Einen wesentlichen Beitrag dazu leistete die konsequente Förderpolitik. Die EU gibt derzeit rund 740 Millionen Euro an öffentlichen Fördermitteln für die Nanotechnologie aus. Das ist fast genauso viel wie die USA. Mit rund 290 Millionen Euro an öffentlichen Fördermitteln steht Deutschland dabei in Europa an der Spitze. Das BMBF hat Projekte zur Nanotechnologie seit Anfang der 90er Jahre gefördert. Seit 1998 wurden allein die im Rahmen der Projektförderung des BMBF bereitgestellten Fördermittel für Nanotechnologie vervierfacht. Als unterstützende Infrastruktur wurden parallel dazu Kompetenzzentren aufgebaut. Die Anstrengungen des BMBF für die Nanotechnologie sollen nochmals deutlich gesteigert werden, damit wir unsere Chancen schneller und nachhaltiger nutzen können als die Konkurrenz.

Aus dieser guten Position heraus kommt es darauf an, die Weichen für die künftige Entwicklung richtig zu stellen und vor allem die Anwendungspotenziale für den Wirtschaftsstandort Deutschland zu erschliessen. Die Innovationsinitiative „Nanotechnologie erobert Märkte“ zielt darauf ab, die in den einzelnen Fachgebieten geförderten Aspekte der Nanotechnologie zu einer nationalen Gesamtstrategie zu bündeln.

Ziele

In vielen Teilbereichen der Nanotechnologie besitzt Deutschland noch einen Wissensvorsprung. Zusammen mit den für die Umsetzung notwendigen Produktions- und Vertriebsstrukturen und der international anerkannten deutschen Fähigkeit zur Systemintegration muss dieser konsequent zum Markterfolg geführt werden. Im Jahr 2002 fand eine strategische Neuausrichtung mit dem Ziel statt, den Vorsprung Deutschlands in der Nanotechnologie weiter auszubauen, um die Position unseres Landes als „Exportweltmeister“ durch Entwicklung, Produktion und Anwendung von Nanoprodukten zukunftssicher zu machen.

Im Jahr 2002 wurde die Förderung in der Nanotechnologie neu ausgerichtet. Die Förderung soll nun auf solche Technologieentwicklungen und Prozesse fokussiert werden, die eine besondere volkswirtschaftliche Hebelwirkung entfalten, also im Einzelnen:

  • zukunftssichere Arbeitsplätze schaffen,
  • die Technologieführerschaften erhalten bzw. ausbauen,
  • Dienstleistungsangebote integrieren und
  • die deutsche Unternehmen als „Systemführer“ auf dem globalen Markt unterstützen.

Um die Anwendungspotenziale der Nanotechnologie für die am Standort Deutschland wichtigen Industriebranchen zu erschliessen, soll durch Leitinnovationen entlang der Wertschöpfungsketten mit großem volkswirtschaftlichem Potenzial eine besondere Hebelwirkung für Wachstum und Beschäftigung erzielt werden.

Dabei geht es um die Automobilbranche, die Optische Industrie, Pharma und Medizintechnik sowie die Elektronik. Gezielt wollen wir auch bei der Nanotechnologie kleine und mittlere Unternehmen unterstützen.

Zur Erschließung der Markt- und Beschäftigungspotenziale im Bereich der Nanotechnologie wird der Startschuss für die Förderung von zunächst vier Leitinnovationen gegeben.


  • Innovation

    NanoMobil

    Kompetenz in Sachen Nanotechnologie gehört im Automobilbau der Zukunft zu den Kernkompetenzen, die zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit unbedingt erforderlich sind. Mit der Leitinnovation NanoMobil sollen nanotechnologische Effekte für mehr Umweltverträglichkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit im Automobilbereich nutzbar gemacht werden.
    [mehr…] (URL: http://www.bmbf.de/de/1846.php)

  • Innovation

    NanoFab – neue Wege in der Nanoelektronik

    Forschungsförderung schafft Arbeitsplätze. Das zeigt die geplante Gründung eines neuen Forschungszenrums für Nanoelektronische Technologien (CNT) sowie die Aufnahme der Produktion von 300-mm-Wafern für die Chipherstellung in Freiberg am 22. Juni 2004 und das Richtfest der AMD-Chipfabrik für moderne Athlon-Prozessoren im Mai 2004. Dresden ist heute dank staatlicher Fördermittel Europas bedeutendster Standort für Mikro- und Nanoelektronik: Die Förderung dieser Technologien hat allein in der Region Dresden bereits 20.000 neue Arbeitsplätze geschaffen. NanoFab erforscht nun neue Wege zur Fabrikation von Nanoelektronik.
    [mehr…] (URL: http://www.bmbf.de/de/684.php)
  • Leuchtdioden
    Forschung

    NanoLux – mehr Licht mit weniger Energie

    Allein die Beleuchtung macht heute ca. 8% am gesamten Energieverbrauch in Deutschland aus. Der Bedarf nach künstlichen Lichtquellen nimmt noch zu. Das macht die Entwicklung energiesparender Beleuchtungen besonders wichtig.
    [mehr…] (URL: http://www.bmbf.de/de/338.php)

  • Forschung

    Nanobiotechnologie

    Neben der Biotechnologie gehört die Nanotechnologie zu den zukunftsträchtigsten Technologien des 21. Jahrhunderts. In dem interdisziplinären Bereich etabliert sich – getragen von einem dynamischen Innovationsschub – die Nanobiotechnologie. Sie schlägt die Brücke zwischen der unbelebten und belebten Natur und zielt darauf ab, biologische Funktionseinheiten in grundlegender Hinsicht zu verstehen sowie winzig kleine Bausteine im „Nano-Maßstab“ mit technischen Materialien kontrolliert zu erzeugen.
    [mehr…] (URL: http://www.bmbf.de/de/1155.php)