Anwendungsmöglichkeiten und
Nutzen der Nanotechnologie
Insgesamt gesehen ist der Entwicklungsstand von Produkten, Produktideen und Konzepten der Nanotechnologie sehr unterschiedlich; ihr Realisierungszeitpunkt reicht von der Gegenwart bis weit in die Zukunft.
Eine Reihe von Anwendungen befindet sich bereits in der Phase der Realisierung. Die Anwendungen der Nanotechnologie besteht in praktisch allen Industriezweigen.
Eine Reihe von Anwendungen befindet sich bereits in der Phase der Realisierung. Die Anwendungen der Nanotechnologie besteht in praktisch allen Industriezweigen.
Die folgenden Branchen und Anwendungsgebiete - Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie, Bauwesen, Textilindustrie, Energiewirtschaft und Chemische Industrie - repräsentieren einen bedeutsamen Ausschnitt aus dem zukünftigen industriellen Gesamtpotenzial der Nanotechnologie.
Automobilindustrie
- Nanopartikel als Füllstoff in Autoreifen.
- Antireflexbeschichtungen.
- nanopartikelverstärkte Polymere und Metalle.
- nanotechnologisch modifizierte Klebetechniken und Haftvermittler.
- katalytische Nanopartikel als Zusatz in Kraftstoffen.
- nanoporöse Filter zur Minimierung der Emission von Partikeln im Nanometerbereich.
- hydrophile Oberflächenschichten als Antibeschlagschichten.
- "selbstausheilende" Lacke, z.B. durch Selbstorganisation.
Luft- und Raumfahrtindustrie
In der Luft- und Raumfahrtindustrie bestehen für die Nanotechnologie mittel- bis langfristig erhebliche Anwendungsmöglichkeiten.
Wichtige Anwendungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Strukturwerkstoffe (z.B. Gewichts- und Energieeinsparung durch Einsatz leichtgewichtiger, hochfester nanotechnologiebasierter Materialien), Informations- und Kommunikationstechnik (z.B. effizientere Gestaltung der Datenübertragung zwischen Raumfahrzeugen und terrestrischen Informationsnetzen mit Hilfe elektronischer und optoelektronischer Nanotechnologiekomponenten), Sensorik (z.B. Verbesserung der medizinischen Überwachung von Astronauten durch Sensoren auf der Basis nanostrukturierter Materialien) und Thermalschutz/Thermalkontrolle (z.B. Verbesserung thermischer Kontrollsysteme durch nanostrukturierte diamantartige Kohlenstoffschichten).
Bauwesen
- Durch Optimierung von Asphaltmischungen werden Straßenbeläge leistungsfähiger und langlebiger.
- Mit Nanopartikeln wird Beton um das zehnfache korrosionsbeständiger und tragfähiger.
- Durch nanometerdünne Multilagenbeschichtung aus leitenden Polymeren ist ein verbesserter Korrosionsschutz bei Verwendung von Karbonstahl oder Edelstahl als Baumaterial realisierbar.
- Einsatz von Fensterflächen zur transparenten Wärmedämmung durch Aufbringen einer wenige nanometerdicken, unsichtbaren Silberschicht
- Selbstreinigung, z.B. Anti-Graffiti-Schutz oder hohe Kratz- und Abriebfestigkeit bei Kunststoffen durch geeignete Beschichtungen.
- Einsatz von Titandioxid-Nanopartikeln als Additive in Lacken zum Schutz vor Verfärbungen durch Baustoffe, Beton.
Textilindustrie
Textilindustrie
Verbesserungen bei Eigenschaften bzw. Funktionen wie Knitterfreiheit, Atmungsaktivität, Verschleißfestigkeit, Abstoßen von Flecken und Wasser, Antistatik, Wirkstoffdepot oder Feuerschutz sein.
Energiewirtschaft
Lithium–Ionen-Batterien
Durch eine keramische Membran mit Nanokompositen wird mehr Sicherheit in Lithium-Ionen Batterien erreicht. Die Batterien werden leichter, günstiger und länger haltbar. Sie sind für den Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen geeignet und können alternative Energien aus Wind-, Wasseroder Solarkraft speichern.
Brennstoffzellen-Technologie
Nanostrukturierte Wasserstoffspeicher bestehen z.B. aus synthetischen metallorganischen Gerüsten (Nanocubes) und machen Brennstoffzellen mobil nutzbar.
Durch eine keramische Membran mit Nanokompositen wird mehr Sicherheit in Lithium-Ionen Batterien erreicht. Die Batterien werden leichter, günstiger und länger haltbar. Sie sind für den Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen geeignet und können alternative Energien aus Wind-, Wasseroder Solarkraft speichern.
Brennstoffzellen-Technologie
Nanostrukturierte Wasserstoffspeicher bestehen z.B. aus synthetischen metallorganischen Gerüsten (Nanocubes) und machen Brennstoffzellen mobil nutzbar.
- erhöte Leistungsdichte durch die Nutzung von speziellen nanoporöse Membrane und nanostrukturierte Katalysatoren, in Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellen.
Chemische Industrie
Hauptanwendungsgebiete der Nanotechnologie in der Chemischen Industrie sind die Katalyse, die Erzeugung von Füllstoffen, Pigmenten, Beschichtungen und Schmierstoffen, die Mikro-/Nanoreaktionstechnik, Membranen und Filter sowie Pharma und Kosmetik