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Neue
Technologien: Nanotechnologie
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Nanotechnologie |
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Nanotechnologie |
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Nanotechnologische
Anwendungen
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Von
biologischer Grundlagenforschung zur Entwicklung neuer Werkstoffe
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Der
Lotus-Effekt
Der
sogenannte «Lotuseffekt» bei der Entwicklung von neuen
Materialien mit schmutzabweisenden Oberflächen zur Anwendung.
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| Die
Lotusblume gab lange Zeit das Rätsel auf, warum sie durch nahezu nichts
in ihrer Schönheit zu trüben ist und selbst Schlamm an ihren
Blättern abperlt. Damit wurde die Lotusblume zum buddhistischen Symbol
für Reinheit - und zum Gegenstand der Untersuchungen von Prof. Dr.
Wilhelm Barthlott. Prof. Barthlott ist bereits seit 1985 Professor
und Direktor am Botanischen Institut der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität
Bonn. |
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| Zu
Beginn der 1980er Jahre entdeckte Professor Wilhelm Barthlott, dass nicht
eine besonders glatte, sondern eine im Mikro- und Nanobereich sehr wirkungsvoll
strukturierte Oberfläche das reine äussere der Lotusblätter
ermöglicht.
Die
im Laufe der Evolution optimierte Oberflächenstruktur wehrt zuverlässig
Schmutz und vor allem Mikroorganismen ab, um die Pflanze vor Krankheiten
zu schützen. Bei jedem Regen perlt Wasser von den Blättern ab
und trägt Schmutzpartikel und Krankheitskeime mit sich - die Pflanze
reinigt sich selbst. Da diese Methode nicht an ein lebendes System gebunden
ist, kann sie sehr gut auf andere Materialien übertragen werden. So
werden Häuserwände, die mit der Fassadenfarbe "Lotusan" gestrichen
sind, dank patentiertem Lotus-Effect® nach jedem Regenschauer wieder
blank. Weitere Produktbereiche sind Dachziegel, Textilien, Keramik und
viele mehr. |
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| Nanotechnologie
in der Kunststoffverarbeitung |
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Kunststoffteile
und Strukturen werden ständig kleiner und der herkömmliche Werkzeugbau
für die Kunststoffverarbeitung stösst an seine Grenzen. Gleichzeitig
entdeckt die Wissenschaft laufend neue Eigenschaften und Funktionen von
Nanomaterialien und -oberflächen, für deren wirtschaftliche Herstellung
jedoch noch keine geeigneten Produktionstechnologien existieren. Beide
Trends verlangen innovative Lösungen und entsprechenden Forschungsaufwand.
Das
Themenspektrum reicht von der Nutzung von Nanomaterialien in der Biomedizin
über bioverträgliche Nanostrukturen, beispielsweise als Gerüst
für Zellkulturen, bis hin zur Theorie und Computermodellierung.
| Nanotechnologie
im Reinraum |
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| Einer der grossen Schwerpunktbereiche von caesar ist die Nanotechnologie.
Im Reinraum können alle Prozesse durchgeführt werden, die zur
Entwicklung und Herstellung von mikro- und nanotechnologischen Sensoren
und Systemen nötig sind.
Der
Reinraum ist das "Nervenzentrum" für den Forschungsbereich der Nanotechnologie.
Hier werden neue Materialien mit massgeschneiderten Eigenschaften hergestellt,
die z.B. als Sensoren zum Einsatz kommen.
In
der Welt der kleinsten Teilchen (ein Nanometer = ein Milliardstel Meter)
kann allerdings jedes Staubkorn verheerende Auswirkungen haben.
Die
Luft wird daher so stark gefiltert, dass fast keine Fremdkörper mehr
enthalten sind. Der caesar-Reinraum ist in verschiedene Zonen mit den Reinheitsklassen
10 bis 1.000 unterteilt. |
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Klasse
10 bedeutet, dass maximal 10 Partikel grösser oder gleich 0,005 Millimeter
pro Kubikfuss Luft erlaubt sind. Zum Vergleich: In einem normalen Wohnzimmer
befinden sich mehr als 200.000 Partikel dieser Grösse.
Im
Reinraum können alle Prozesse durchgeführt werden, die zur Entwicklung
und Herstellung von mikro- und nanotechnologischen Sensoren und Systemen
nötig sind.
So
gibt es z.B. die Strukturierung ("Gelbraum", Klasse 10) mit UV-Kontakt-Belichtungsgerät
sowie Elektronenstrahlbelichtungsanlage, den Bereich Nassätzen, diverse
Beschichtungsanlagen und einen Messtechnikbereich.
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