Alles NANO - oder was?. Nanotechnologie für Neugierige. Erlebnis Wissenschaft (German Version)

  • ID: 3148652
  • Book
  • 280 Pages
  • John Wiley and Sons Ltd
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Die Perfektion der Mücke oder ein Reiseführer in die NANO–Welt
Alles NANO, oder was? Das fragen sich immer mehr Menschen. Die Computer werden intelligenter, die Handys kleiner. Die Nanotechnologie bietet schon heute beachtliche Anwendungen. Noch mehr allerdings faszinieren die Möglichkeiten, die in der Zukunft liegen, zum Beispiel in der Medizin. Können spezielle
Nanopartikel tatsächlich bald gezielt Krebszellen attackieren? Zeit für eine Bestandsaufnahme: Was ist Nanotechnologie? Wo kommt sie bereits zum Einsatz? Was kann sie in Zukunft leisten? Und welche Gefahren sind mit ihr verbunden? All diese Fragen beantwortet Gert Ganteför, im richtigen Leben
Physikprofessor, in diesem dem Buch.

Beste NANO–Lehrmeisterin: die Natur
Die Natur ist dabei der reizvolle Ausgangspunkt des Buches, denn sie ist »die wahre Meisterin der Nanotechnologie«, wie Ganteför betont. Naheliegend dass der Autor zunächst einmal die Gesetze erklärt, die in der Welt der Moleküle, Atome und Quanten herrschen. Dringt man zum Beispiel in den Bereich von unter 100 Nanometern vor zum Vergleich: Blutkörperchen sind zehnmal größer spielen die Naturgesetze verrückt. Elektronen fliegen durch Barrieren, Teilchen können an mehreren Orten gleichzeitig sein und auch das Licht verlässt seine Bahnen. Der Mensch beginnt gerade erst zu verstehen, welche Chancen und Risiken dieser noch unerforschte Bereich bereithält. Dieses Buch ist der unverzichtbare Reiseführer in die Welt der Nanotechnologie verständlich, unterhaltsam, spannend.

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1. EINLEITUNG

Eine Mücke ist Nanotechnologie

Was ist Nano?

Milli–Mikro–Nano

Es gibt viel Platz nach unten

Bottom–up und Top–down

Die seltsamen Naturgesetze der Nanowelt

Nanotechnologie heute

Gefahren

Medizinische Anwendungen

Zukunftsvisionen

2. GESCHICHTE

Die Idee einer kontinuierlichen Entwicklung

Die Steinzeit

Ägypter und

Das Mittelalter

Die industrielle Revolution

Mikrotechnologie

Nanotechnologie

Die historische Entwicklung im Überblick

3. DIE NATUR

Kopfüber an der Decke umhergehen

Selbstreinigende Oberflächen

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen

Ein Blick in das Innere der Zelle

Die Zelle als Nanofabrik

Der Vorsprung der Natur

Der Mensch baut nur Top–down und die Natur nur Bottom–up

Die Bausteine der Zelle

Die Zellwand

Das Zellgerüst

Proteine

Die Erbsubstanz

Die Synthese von Proteinen

Wie eine Zelle Nanomaschinen baut

Was ist Leben?

Gefährliche Nanomaschinen: Viren

4. DIE GESETZE

Was ist ein Atom?

Das Oberfläche–zu–Volumen Verhältnis

Auf dem Wasser laufen

Die Temperatur

Die Nanowelt der Quanten

Teilchen und Wellen

Was ist Licht?

Teilchen sind Wellen

Reale Science Fiction: Wahrscheinlichkeitswellen

Der Tunneleffekt

Die Unschärferelation

Neue Eigenschaften in der Nanowelt

Wellen sind Teilchen

5. WERKZEUGE

Das Lichtmikroskop

Das Elektronenmikroskop

Das Rastertunnelmikroskop

Die Geschichte der Photolithografie

Bauelementefertigung mittels Photolithografie

Der Waferstepper

Elektronenstrahl–Lithografie

Materialbearbeitung mit Ionenstrahlen

6. NANOPARTIKEL

Die Herstellung von Nanopartikeln

Neue Materialien

Feinstaub

Sulfat–Aerosole

Kolloide

Cluster: Neue Eigenschaften im Ein–Nanometer–Bereich

Drei Ursachen für neue Eigenschaften

Neue Eigenschaften: 1. Die geometrische Struktur

Fullerene

Nanotubes

Neue Eigenschaften: 2. Reaktive Oberflächenatome

Neue Eigenschaften: 3. Quanteneffekte

Magische Zahlen

7. ANWENDUNGEN

Nanopartikel in Verbundmaterialien

Nanoton in PET–Flaschen

Sonnencremes mit hohen Schutzfaktoren

Antibakterielle Silber–Nanopartikel

Selbstreinigende Oberflächen

Superkondensatoren

Fasern aus Kohlenstoff–Nanotubes

Nanosiebe

Krebstherapie

Drug–Delivery

Molekulare Elektronik

8. COMPUTER

Digitalisierung

Der Grundbaustein eines Computers

Die gute alte Zeit: Analoge Datenverarbeitung

Analog–Digital–Wandler

Digital–Analog Wandler

Speichermedien: CD, Festplatte und USB–Stick

Die Datenauswertung

Wie real ist Feynman´s Vision heute

Vergleich Computer–Gehirn

Das Mooresche Gesetz

Was kommt als Nächstes?

Was können Computer?

9. GEFAHREN

Unrealistische Gefahren

Reale Gefahren

Konventionelle Schadstoffe

Risikoabschätzung

Eintrittspforten in den Körper

Die Lunge

Ein neues Fachgebiet: Nanotoxikologie

Untersuchungsmethoden

Die Pionierzeit der Nanotoxikologie

Der Stand des Wissens: Eine Übersicht

Siliziumdioxid

Titandioxid

Zinkoxid

Aluminiumoxid

Silber

Gold

Industrieruß (Carbon Black)

Fullerene

Kohlenstoff–Nanotubes

Zusammenfassung

10. VISIONEN

Produktivität und Ressourcen

Medizin

Computer

Militärische Nanovisionen

Die technologische Singularität

Nanoassembler

Klimakontrolle

11. ZUSAMMENFASSUNG

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Über den Autor:
Gerd Ganteför ist Physikprofessor an der Universität Konstanz und Research Professor im Department of Chemistry an der Johns Hopkins University in Baltimore, USA. In Konstanz hat er erfolgreiche Vorlesungen über Nanotechnologie sowie über Energie und Klima aufgebaut und hält auch öffentliche Vorträge zur Energie– und Klimaproblematik und zu Chancen und Gefahren der Nanotechnologie. Von ihm in der Reihe Erlebnis Wissenschaft ebenfalls erschienen ist das Buch »Klima der Weltuntergang findet nicht statt«.

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