ZnO-Stukturen: Technische Fakultät Uni-Kiel.
ZnO-Stukturen: Technische Fakultät Uni-Kiel.

Der Weltraum … unendliche Weiten …
“Naja fast” wird der geneigte Leser schnell feststellen wollen.
Nach bisherigem Kenntnisstand kann ich dem nur zustimmen.
Üblicherweise werden 14 Giga Parsec für die Größe angegeben – oder auch knapp 0,46 × 1024 Kilometer.

Genauso “anschaulich” kann das Universum auch in die andere Richtung aufgespannt werden.
Die untere Schranke bildet dabei mit 16,2 x 10−36 Metern die Planck-Länge.
Wer sich einmal durch die verschiedenen Größenordnungen zoomen möchte,
findet hierfür auf der Seite ‘Scale of Universe’ [1] ein sehr nettes Flash-Tool.

Die beeindruckenden Bilder von Galaxien und Nebeln der großen Skalen, die von enormen Teleskopen aufgenommen werden, sind sehr populär. Doch auch in den weniger bekannten kleinen Skalen gibt es viel zu entdecken. Wie der Titel des Beitrages erahnen lässt, geht es mir heute und in weiteren Beiträgen dieser Serie um einen bestimmten Ausschnitt dieser kleinen Skalen und zwar dem “Nanoversum”.

Um welche Größenordnungen geht es nun also?
In der Nanotechnologie zählen alle Konstrukte und Strukturen zu Nano,
die mindestens in einer Dimension kleiner als 0,1 µm (100 Nanometer) sind.

Wie klein ist klein?
Damit man eine Vorstellung davon erhält, über welche Größen wir uns unterhalten,
folgt hier ein kleines Gedankenexperiment.
Wir nehmen einen Millimeter, ziehen ihn auf eine Strecke von einem Kilometer auf und schauen uns in dieser neuen Welt um.

  • Ein E.Coli Bakterium wäre dann umgerechnet zwischen 2 und 6 Metern lang
  • Hausstaub wäre je nach Art knapp 10 Meter pro Schuppe groß
  • und die Nanotechnologie würde sich mit Strukturen befassen,
    die so umgerechnet trotzdem zwischen winzigen 1 und 10 cm liegen.

Wir sind also sehr klein, aber war das schon alles?
Nein, denn die Form hat einen entscheidenden Einfluss auf unsere Nanomaterialien
und Formen gibt es viele im Nanoversum – und einige kommen uns erstaunlich vertraut vor.
So findet man Strukturen, die einen an Graslandschaften, ausgetrocknete Flussufer, Seeigel, Muscheln … erinnern.

Als erstes Beispiel möchte ich gern das Zinkoxid anführen.
Es ist vor allem als Bestandteil von Wundcremes bekannt. Als lockeres weißes Pulver ist es im Mikroskop auch nicht weiter aufregend, aber durch einige Modifikationen bilden die Kristalle plötzlich sehr interessante Formen.

Technische Fakultät Kiel. Zinkoxid-Strukturen. AG FUN

Quelle: Technische Fakultät, Uni Kiel, Institut für Materialwissenschaft – Funktionale Nanomaterialien [2].
REM Bilder von mit ZnO Nanostrukturen bedeckten Oberflächen.
a) Core spike Partikel. b) ausgehöhlte ZnO Sphären. c) Schwammartige ZnO Struktur.
d) Eine höhere Vergrößerung von a) zeigt die lagen dünnen Spitzen mit einem Durchmesser auf Nanoskala. e) Die höhere Vergrößerung von b) zeigt die Bedeckung der Außenseite der Schalen mit kleinen Spitzen im Nanobereich. f) Diese höhere Vergrößerung von c) zeigt kristalline Facetten der Oberfläche der schwammartigen Struktur.

Offensichtlich sind die Kugeln größer als die besagte 0,1 µm Grenze, aber das interessante sind die Fäden und Stacheln und da stimmen die Dimensionen wieder.
Im nächsten Teil werde ich dann auch weiter auf die Änderung der Eigenschaften durch Änderung der Form eingehen und natürlich auch wie sich all diese unterschiedlichen Formen bilden.

Aber eines vorweg, was man immer sehr schnell hört, wenn man den Begriff ‘Nano’ auch nur kurz streift:
Nanomaterialien sind weder pauschal gut, schlecht, besonders effizient, erbgutschädigend oder lassen sich sonst wie in eine Schublade stecken.
Und auch wenn das Wort ‘Nano’ als Zusatz bei irgendwelchen Produkten irgendein fantastisches Verhalten vorgaukelt, hat es mit der Realität aber meist nicht viel zu tun. Denn ‘Nano‘ ist kein geschützter Begriff.

Zum Abschluss – auch auf Hinblick zum Start der Kieler Woche [3] an diesem Wochenende – noch ein Bild von sogenannten nanoSails und einen Gruß an alle, die gerade im Norden und an der Förde sind :-)

nanoSails

Quelle: Technische Fakultät, Uni Kiel, Institut für Materialwissenschaft – Funktionale Nanomaterialien [4].
REM Aufnahmen von Nano-Segeln hergestellt aus Zinkoxid.

Und falls sich der ein oder andere fragt, wozu diese Strukturen gut sein sollen:
Auch dazu wird es beim nächsten Mal mehr geben, wenn es wieder heißt
Das Nanoversum … unendliche Weiten …

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Kommentare (10)

  1. #1 Dr. Webbaer
    23. Juni 2013

    Das Blog heißt auf gut deutsch ‘Fichtennadel’, korrekt?

    Nette Animation btw:
    -> http://scaleofuniverse.com/

    Wird auch von der NASA empfohlen:
    -> http://apod.nasa.gov/apod/ap120312.html

    MFG + viel Erfolg!
    Dr. W

    • #2 Tomi
      23. Juni 2013

      Hallo und Danke :-)

      Das Blog heißt auf gut deutsch ‘Fichtennadel’, korrekt?

      Oh, das war mir neu. In welchem Sprachkreis hat es diese Bedeutung?

      Gruß

  2. #3 rolak
    23. Juni 2013

    Jetzt mal ganz abgesehen von den teil recht merkwürdigen webaerschen Sprach- und Sprachfamilien-Vorstellungen, Tomi: Mich deucht, mir wäre ‘che voja’ bzw ähnlich Klingendes schon als ~’Du bist dran’ zu Ohr gekommen.

    Aufgrund des zeitlichen Abstandes allerdings mehr geraten…

  3. #4 libre
    25. Juni 2013

    Also ich tippe mal so:

    voja: esparanto, hat was mit reisen zu tun. Sie hier
    http://wb.pauker.at/pauker/DE_EO/EO/wb/?modus=&suche=voja&page=1#

    che: kenne ich nur aus italienisch; vielleicht der oder welcher (allerdings wirds nicht sche sonder ke ausgesprochen)

    Hier mein Tip: der Reisende

  4. #5 libre
    25. Juni 2013

    Eine kleine Ergänzung: Che ging mir nicht aus dem Sinn und siehe da – Che Guevara, der allseits bekannte Comandante der Kubanischen Revolution.

    Und die Wiki gibt auch Aufschluß:

    Che ist ein in Mittelamerika für Argentinier gebräuchlicher Übername, der auf den unter anderem besonders in Argentinien und Uruguay gebräuchlichen Anredepartikel „Che“ zurückgeht und soviel wie „Hör mal!“ oder „Mann!“ bedeutet.

    Also mein neuer Tip:
    Hör mal Reisender (ich würde “Aufgemerkt Neugieriger” vorziehen)

  5. #6 Dr. Webbaer
    26. Juni 2013
    Das Blog heißt auf gut deutsch ‘Fichtennadel’, korrekt? (Dr. Webbaer)

    Oh, das war mir neu. In welchem Sprachkreis hat es diese Bedeutung?

    Im slawisch-germanischen, ‘Reisig’ wäre noch im Angebot: -> http://slovnik.seznam.cz/cz-de/?q=chvojka

    Vgl. auch:
    -> http://cs.wikipedia.org/wiki/Jalovec_chvojka
    -> http://cs.wikipedia.org/wiki/Pry%C5%A1ec_chvojka

    MFG
    Dr. W

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