Nanotechnologie 01.12.2006, 19:25 Uhr

„Nano“ wandert aus der Forschung in Produkte  

VDI nachrichten, Düsseldorf, 1. 12. 06, jdb – Nanotechnologie gilt als eine der wichtigsten Schlüsselinnovationen des 21. Jahrhunderts. In Deutschland geht die Umsetzung in marktfähige Produkte jedoch vielen Experten zu langsam voran.

Deutschland ist ein exzellenter Standort für die Nanotechnologie“, betonte der Staatssekretär im Bundesforschungsministerium, Andreas Storm, auf dem Kongress der hessischen Landesregierung „Nano – Hier ist die Zukunft.“ Mitte November diskutierten rund 1500 Experten in Gießen über Chancen und Risiken der neuen Querschnittstechnologie: So prognostiziert das Bundesforschungsministerium, dass die Zwergenpartikel bis 2015 in allen Industriezweigen zum Einsatz kommen werden.

Von europaweit rund 1000 Unternehmen, die in der Nanotechnologie tätig sind, befinden sich rund 600 in Deutschland und hiervon rund 100 in Hessen. 50 000 Arbeitsplätze – vorwiegend in kleineren und mittleren Betrieben sowie in Start-ups – hängen laut Storm derzeit an der Nanotechnologie. Weltweit belege Deutschland in der Nanoforschung den zweiten und bei den Patentanmeldungen den dritten Platz. Bei der Umsetzung in marktfähige Produkte und Anwendungen kommen die Deutschen hinter den USA und Japan ebenfalls auf Platz drei.

Trotz der enormen Chancen, die die neue Zukunftstechnologie bietet, bemängeln die Fachleute einen zu zähen Übergang von der Forschung in die Praxis. „Wir waren die ersten in der Wissenschaft“, erklärt Renzo Tomellini von der Generaldirektion Forschung bei der Europäischen Kommission, „und kaufen heute die Technologie aus anderen Ländern“. Zudem sei die Nanotechnologie „unterkapitalisiert“.

So fordern Industrie und Wirtschaft bessere Rahmenbedingungen für den Transfer von der Wissenschaft in die Gründerlandschaft und vor allem eine forcierte Entwicklung marktfähiger Produkte: „Wer zu lange wartet, kann nur noch protokollieren, was andere gemacht haben“, stellt Hessens Regierungschef Roland Koch fest.

Das weltweite Wachstum bei der Kommerzialisierung von Nanoprodukten, das unter anderem der Leiter des Kompetenznetzwerks für optische Technologien „Optence“, André Noack, prognostiziert, ist enorm. 32 Mrd. $ wurden nach seinen Worten 2005 mit Nanoprodukten erwirtschaftet. Für 2014 werde ein weltweiter Umsatz von 2600 Mrd. $ erwartet. Damit würden, so Noack, 15 % aller Produkte, die in der Welt gefertigt werden, Nanotechnologien enthalten.

Vor diesem Hintergrund mahnt Jürgen Heraeus, Aufsichtsratsvorsitzender der Heraeus Holding, nicht zu viel Zeit mit Diskussionen über möglicherweise schädliche Folgen zu verschwenden, sondern einfach „loszulegen.“ In der Produktion können Nanotechnologien vielfältig zum Einsatz kommen. Mehrfachschichten aus Nanopartikeln oder so genannte nanoskalierte Korrosionsschichten können die Beständigkeit von Metallen verbessern, Nanokompositlacke Kunststoffoberflächen stabiler machen, Antihaftbeschichtungen den Reinigungsaufwand von Maschinen verringern oder etwa Brandschutzlacke mit Nanopartikeln die Arbeitssicherheit verbessern.

Eine Branche, die besonders eng mit der Nanotechnologie verknüpft ist, sind die optischen Technologien. Bekannte Anwendungsbeispiele sind die mit Nanopartikeln gefüllten und gegen Wärmeausdehnung geschützten Glaskeramiken Zerodur und Ceran. Aber Nanoschichten sorgen auch für eine bessere Vergütung optischer Komponenten. Mit Hilfe von Nanopartikeln werden etwa Objektive entspiegelt oder mit Antikratzschichten versehen.

Nanoporöse Sol-Gele werden zur Reflexminderung in Solarzellen eingesetzt, Kunststoffe, die später mit Glas konkurrieren und als maßgeschneiderte Werkstoffe fungieren sollen, mit Titandioxidpartikeln gefüllt. Im Bereich der diffraktiven Optiken (DOE), die Laserstrahlen formen und etwa in der Fototechnik, der Medizin oder im Multimediabereich eingesetzt werden, sind Oberflächen aus Nanostrukturen laut Noack mittlerweile massenfertigungstauglich.

Die Zukunft werde, so der Optence-Chef, nicht nur den photonischen Kristallen gehören, sondern auch extrem lichtstarken Displays, die aus parallel aufgestellten Nanoröhren bestehen, oder etwa holografischen Bildschirmen, die großflächig beschichtet werden, bessere Kontraste erzeugen und dreimal so hell sind wie heutige Produkte. „Die Nanotechnologie wandelt sich von der Fiktion zur Realität“, bilanziert der Fachmann.

Auch in die Automobilindustrie haben die Nanoteilchen längst Einzug gehalten. „Mit Nanoprodukten werden bereits heute Milliardenumsätze generiert“, sagt Matthias Werner von der NMTC in Berlin. Den wasser- und schmutzabweisenden Nanoklarlack nennt Werner ebenso als „Klassiker“ wie die Füllstoffe aus Nanopartikeln, die die Laufleistung und Haftung von Autoreifen verbessern sollen.

Zum Einsatz kommen bereits auch optische Schichten zur Entspiegelung von Armaturen oder so genannte Easy-to-clean-Oberflächen auf Autospiegel und Scheiben. Ein „enormes Potenzial“ sieht Werner nicht nur in der Verwendung nanotechnologischer Kleber, sondern auch in nanobeschichteten Kunststoffen. Jüngste Entwicklungen erlaubten es, so der Experte, vorwiegend bei Scheinwerfern und Seitenscheiben Glas durch transparente, leichte, kratzfeste und zugleich stabile Polymere zu ersetzen. Auch im Motorraum könne die neue Technologie in Form von nanobeschichteten Zylindern zum Einsatz kommen und Reibungsverluste minimieren.

Bei aller Faszination für die Nanotechnologie werden aber auch kritische Stimmen laut. Noch immer sei zu wenig bekannt über mögliche Belastungen, die von Nanopartikeln auf Mensch und Umwelt ausgehen können, erklärt etwa der stellvertretende BUND-Vorsitzende Helmut Horn. Dies gelte besonders im Bereich der Kosmetik, wo bereits Shampoos, Zahnpasta und Seife erhältlich sind, die antimikrobielles Nanosilber enthalten.

Auch der Wissenschaftsjournalist Niels Boeing steht der neuen Zukunftstechnologie differenziert gegenüber. Boeing fordert eine gut finanzierte Risikoforschung und eine zielgerichtete und anwendungsbezogene statt einer breiten Forschung. Mit der Entwicklung von Alltagsprodukten wie Sonnenmilch und Zahnpasta hält der Fachmann die Nanotechnologie jedenfalls für „unterverkauft.“ JUTTA WITTE

Von Jutta Witte
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