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form+zweck 17

Morphologie / Neobiologie

 

 

Bert Lorenz

Nanowelt

 

Nano-Technologien sind Gestaltungsverfahren im Kleinsten. Sie führen zu Formen, die weit unter unserer Wahrnehmungsschwelle liegen und haben dennoch Wirkungen, die bis in unseren Sinnesbereich hineinreichen.

Wird es demnächst unsichtbare Formen geben für sichtbare Funktionen? Werden Flüssigkeiten von unsichtbaren Wandungen gehalten, werden Körper verzurrt, Dinge bewegt durch Molekülketten und rotierende Ceolithen oder Fullerene?

Bert Lorenz ist Professor am Center for NanoScience der Ludwig-Maximilian-Universität München. Als die Forschung kleine Werkzeuge benötigte, gründete er mit Kollegen gemeinsam eine Firma für NanoTools. Wir fragten Bert Lorenz, welche Konsequenzen sich aus der Nanotechnologie für die Gestaltung sichtbarer Gegenstände ergeben.


Wissenschaftler und Technologen sind sich einig, daß wir dabei sind, in ein neues goldenes Zeitalter vorzudringen, dessen Standard der Nanometer, ein Millionstel Millimeter ist. Dabei sind wir bald in der Lage Dinge, die auf den kleinst möglichen Längenskalen funktionieren, Teilchen für Teilchen mit vortrefflicher Genauigkeit zusammenzusetzen. Zunächst durch die Fortschritte bei der Miniaturisierung elektronischer Bauteile angetrieben, wendet sich diese Entwicklung zunehmend dem Aufbau komplexer, funktionaler Einheiten bestehend aus winzigsten, atomaren oder molekularen Bausteinen zu. Wie diese neuen, durch die Nanometerdimension hervorgebrachten Möglichkeiten am besten zu verwerten sind, wie die Nano- und die MakroWelt zu koppeln sind, und auch, wie sich eine Vielzahl von NanoObjekten sinnvoll handhaben läßt, sind noch offene Fragen, gleichzeitig aber Herausforderung und Chance für dieses neue Zeitalter.


NanoWissenschaft und NanoTechnologie
Noch vor 15 Jahren gehörten NanoWissenschaft und NanoTechnologie in den Bereich virtueller Obskurität. Heute sind sie in den Mittelpunkt des öffentlichen Interesses gerückt. Viele wissenschaftliche Publikationen tragen das Wort »Nano« in ihrem Titel, Universitätsinstitute und Lehrstühle fokussieren ihre Forschungsrichtung auf die Nanothematik - »Nano« ist in Mode. »Nano« ist aus dem Griechischen und heißt soviel wie Zwerg - NanoWelt könnte man frei als die »Welt der Zwerge« übersetzen. »Nano« als Vorsilbe einer Maßeinheit bedeutet ein Milliardstel (= 10-9) dieser Einheit, also zum Beispiel ein Tausendstel von einem Tausendstel von einem Tausendstel von einem Meter. Als Maßeinheit ist der Nanometer (nm) an sich nichts Neues in der Wissenschaft. Im Festkörper sind Atome ein paar zehntel Nanometer von einander entfernt. Der Atomkern selbst ist noch einhunderttausend mal kleiner. Was ist dann das Neue an der NanoWissenschaft und der NanoTechnologie? Offensichtlich fällt der NanoTechnologie die Aufgabe zu, die Errungenschaften der Mikrotechnologie durch Miniaturisierung auf Nanometerdimension zu bringen, und das mit einer Präzision in der Herstellung und Verarbeitung, die es erlaubt, einzelne Atome oder Moleküle zu manipulieren. Die Reduzierung der Strukturdimensionen führt zu Dingen mit neuen Eigenschaften, wie zum Beispiel zu Kohlenstoff-NanoRöhren, Quantendrähten (. 1), Quantenpunkten, dünnen Filmen oder auf DNA basierenden Strukturen. Derartig neue Formen der Materie und Bauelemente künden von einem revolutionären Zeitalter der Wissenschaft und Technologie, sofern wir die zugrunde liegenden Prinzipien entdecken, verstehen und umsetzen können. Dies ist allerdings viel leichter gesagt als getan. Die Natur spielt dieses Spiel bereits seit Milliarden von Jahren, nämlich Dinge mit atomarer Präzision aufzubauen. Jedes Lebewesen besteht aus Zellen voll von winzigsten NanoMaschinen (Proteinen, DNA, RNA und so weiter), die in der Zellflüssigkeit frei beweglich sind, an andere Moleküle stoßen, mit ihnen wechselwirken und dem täglichen Geschäft des Lebens, dem Auf-, Ab- oder Einbau von biologischen Makromolekülen nachgehen. Jede dieser NanoMaschinen ist perfekt bis hinab zum letzten Atom. Die Funktionsweise ist so auserlesen, daß der Austausch oder das Fehlen allein eines Atoms bereits zu einer Schädigung führt. In den letzten Jahrzehnten lernten die Biologen viele neue Details über die Wirkungsweise dieser NanoMaschinen, wobei der Nutzen dieses Wissens bereits in der Medizin zum Einsatz kommt. Bio- und Gentechnologie sind sozusagen die Pioniertechniken im Bereich der NanoTechnologie. In den nächsten Jahrzehnten werden wir lernen diese Maschinerie zu modifizieren und anzupassen, um die Lebensqualität zu verbessern. So könnte beispielsweise Krebs heilbar werden, wenn uns die NanoTechnologie eigens entwickelte Medikamente zur Verfügung stellt, die sich wie kleinste Marschflugkörper speziell die von Krebs befallenen Zellen suchen und gezielt bekämpfen, ohne daß umliegendes, gesundes Gewebe in Mitleidenschaft gezogen wird. Um dies zu erreichen, müssen diese medizinischen Moleküle so groß sein - Tausende von Atomen -, daß die Information, wohin sie zu gehen und was sie zu tun haben, in ihnen kodiert werden kann. Sie werden Beispiele einer herausragenden, vom Menschen geschaffenen, wenn auch fern in der Zukunft liegenden NanoTechnologie sein.
So leistungsfähig die biologische Seite der NanoTechnologie (die übrigens auf die flüssige Umgebung der belebten Natur angewiesen ist) auch sein mag, sie wird nicht in der Lage sein, alles zu erreichen. Sie kann Dinge nicht so kräftig machen wie Stahl es ist oder Strom mit der Effizienz und Geschwindigkeit transportieren wie Kupfer es kann. Es ist naheliegend zu glauben, daß physikalische Eigenschaften mit der Größe skalieren, daß sich die physikalischen Gesetze zur Beschreibung der Objekte nicht ändern und ihre Funktionalität durch die Miniaturisierung nicht beeinflußt wird. Es ist naheliegend anzunehmen, daß bei der Verkleinerung die Natur der Objekte erhalten bleibt. Das ist aber nicht so, obwohl es vom technischen Standpunkt aus plausibel und wünschenswert sein mag. Aufregend und wissenschaftlich interessant im Nanobereich ist die Tatsache, daß sich die Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten von Objekten ändern, sobald die Dimension der Gegenstände einen kritischen Wert unterschreitet. Das betrifft die physikalischen und chemischen Eigenschaften, wenn die Oberflächen- oder Grenzflächenatome einen Großteil der Gesamtzahl der Atome einer Struktur stellen, wenn also das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen sich exponiert. So befindet sich bei einem Würfel von
1 mm x 1 mm x 1 mm nur jedes Millionste Atom an der Oberfläche, bei einem NanoWürfel mit 10 nm Kantenlänge hingegen bereits jedes zehnte. Ebenso gewinnen Quanteneffekte in diesen Dimensionen an Einfluß. In unserer makroskopischen Welt spielen sie nur eine untergeordnete Rolle. Hier beginnt die abenteuerliche und experimentelle Domäne der NanoWissenschaft: bei der Messung, dem Verstehen und gezielten Verändern von Eigenschaften, die der Nanometer-Dimension eigentümlich sind, bei der Manipulation, Positionierung, Erarbeitung und Bearbeitung von NanoObjekten, die aus Atomen und Molekülen konstruiert sind - im Unterschied zu den typischen, aus Vollmaterial geformten Festkörpern, auf denen unser mechanisches Weltbild basiert. Natürlich sind auch in der Makrowelt die Eigenschaften der Stoffe letztlich atomar beziehungsweise molekular basiert. Hier aber resultieren die Eigenschaften auf der Häufung atomarer und molekularer Strukturen, ihrer Massierung. Für die Zwergenwelt dagegen werden Eigenschaften bestimmend, die sich aus der Stellung der Moleküle zueinander, aus deren Nachbarschaftlichkeit und mikroräumlicher Anordnung ergeben. Das ist das Faszinierende: je tiefer wir in die Materie eindringen, desto weiter müssen und können wir das gewohnte Modell materiellen Daseins hinter uns zurücklassen, desto mehr wird die alltägliche Welt der festen Körper mit ihren uns oft intuitiv zugänglichen Gesetzen der Bewegung in erregendem Sinne fragwürdig.

Miniaturisierung: Eine kontinuierliche Entwicklung
Miniaturisierung führt zu immer kleiner werdenden Dimensionen und schließlich bis zum Nanometer.
Die hauptsächlich treibende Kraft dahinter ist seit vier Jahrzehnten die Computerindustrie mit den ständig kleiner werdenden Speicherbauelementen nach dem Motto: schneller, kleiner, billiger! Im großen und ganzen haben sich dabei die kleinsten erzielbaren Strukturgrößen gleichmäßig etwa um den Faktor 3 pro Jahrzehnt verringert. Gleichzeitig fiel der Preis für ein Bit an gespeicherter Information um das zehntausendfache auf etwa einen tausendstel Pfennig. Die Zeit, um eine Gleitkomma-Operation auszuführen, verringerte sich um das einhunderttausendfache auf wenige Nanosekunden. Dieser Erfolg und extrem schnelle Fortschritt war nur möglich, da die Wissenschaft bereits lange zuvor die Werkzeuge, Methoden, Konzepte und Materialien für die Mikrowelt entwickelt hatte. Gegenwärtig gibt es keinerlei Anzeichen dafür, daß diese Entwicklung nicht noch mindestens 10 bis 15 Jahre anhalten wird. Dann wird die Mikroelektronik allerdings an Grenzen stoßen, in denen oben erwähnte Grenzflächen- und Quantisierungseffekte die Eigenschaften der Bauelemente deutlich beeinflussen werden. Hier wird der Punkt erreicht werden, bei dem es angebracht ist, all unsere langjährige, intuitive Erfahrung im Umgang mit der uns umgebenden Makrowelt zu relativieren, während wir neue Erfahrungen in der NanoWelt sammeln, verarbeiten und ausnutzen. In der NanoWelt wird sich eine Tür öffnen zu völlig neuartigen Strukturen oder Bauelemente mit ungeahnten Eigenschaften. Das Motto der Mikrowelt »schneller, kleiner, billiger«, das ja nur eine quantitative Variante industrieller Ökonomien ist, könnte in der NanoWelt leicht zum Motto »intelligenter, komplexer, vielseitiger« werden.

Werkzeuge der NanoWelt
Bereits 1959 entwickelte der Physiker und Nobelpreisträger Richard Feynman in seinem inzwischen legendär gewordenen Vortrag »There is Plenty of Room at the Bottom« die Vision einer Welt im Kleinen. Er begeisterte die Zuhörer mit den Erwartungen neuer Entdeckungen, sofern man Materialien oder Strukturen Atom für Atom, ähnlich wie mit LEGO-Bausteinen zusammensetzen könnte. Damit dies möglich wird, so hob er hervor, bedarf es jedoch einer neuen Klasse von miniaturisierten Werkzeugen, die das Arbeiten mit Nanometer-, ja sogar Sub-Nanometer, das heißt atomarer Präzision erlaubt. Derartige Werkzeuge nennen wir heute Nano-Tools. Sie dienen zuvorderst dem Erkennen, dem Messen und dem Verstehen nanoweltlicher Strukturen selbst. Wir bauen uns im Augenblick in das Verstehen der NanoWelt hinein: mit dem Erkundungsgerät wird das Erkundungsfeld erst begreifbar.
Natürlich gibt es schon seit längerem ein Bild der NanoWelt. Es beruht auf den Darstellungen, die uns das Rasterelektronenmikroskop (eine Entwicklung aus der ersten Hälfte unseres Jahrhunderts) gibt. Dabei werden Elektronen in einem Raster auf eine Fläche geschossen, von dieser reflektiert, detektiert und auf einem Bildschirm sichtbar gemacht. Das war seinerzeit grandios und es hilft auch heute. Auf kleinsten Längenskalen unter 5 Nanometern ist der auf Reflexion beruhende Einblick jedoch nur begrenzt aussagekräftig.
Mit dem Rastertunnel- und dem Rasterkraftmikroskop, die in den achtziger Jahren erfunden wurden, werden heute einzelne Atome »sichtbar« gemacht. Dabei wird im strengen Sinne nicht reflexiv gesehen, sondern direkt ertastet. Wie die Nadel eines Tonabnehmers an der Schallplatte nähert sich dabei eine unendlich feine Nadel, die im Spitzebereich nur noch aus wenigen Atomen besteht, an die zu untersuchende Oberfläche und liest sie feinfühlig ab. Die extrem feinen Spitzen aber können noch mehr: sie können wie ein Sinnesorgan und Werkzeug benutzt werden. So wie wir unsere Finger gebrauchen, um makroskopische Gegenstände zu ertasten und aufzugreifen, so benötigen wir »Finger« mit Nanometersensitivität, um mit NanoObjekten hantieren zu können. Wird die feine Nadelspitze des Mikroskops mit speziellen Messfühlern ausgestattet, so lassen sich weitere Eigenschaften von NanoObjekten wie warm/kalt, optisch transparent/ opak, magnetisch/unmagnetisch, elektrisch geladen/ ungeladen, leitend/isolierend, naß/trocken, flexibel/ starr und so weiter untersuchen. Sie beruhen auf den verschiedensten Wechselwirkungen von Spitze und Objekt. Je kleiner die Tastspitze, die Sonde oder der Sensor hierbei sind, desto höher ist die erzielbare Auflösung, desto kleinere Details der untersuchten Eigenschaft werden sichtbar. Wenn wir hierzu die Kraftwechselwirkung benutzen, können wir nicht nur die Oberflächenform sondern auch andere Eigenschaften wie Ladungsverteilungen, magnetische Eigenschaften oder die Elastizität bestimmen, je nach Art der Kraftwechselwirkung. Für die Abbildung eines Gegenstandes muß die Kraftwechselwirkung möglichst gering sein, so daß es zu keinen Veränderungen an der zu untersuchenden Struktur kommt. Erhöht man jedoch die Kraft, so wird es möglich, NanoObjekte zu bewegen oder zu modifizieren. Für all diese Aufgaben kann die gleiche Sonde benutzt werden, ähnlich unseren Fingern mit denen ein Ertasten von Gegenständen, aber auch deren Manipulation möglich ist.
Die Stärke der Wechselwirkung zwischen Sonde und Objekt kann nicht nur über den Abstand zwischen beiden, sondern zusätzlich durch Anlegen einer externen Spannung zwischen Sonde und Objekt gezielt eingestellt werden. So gelang es Wissenschaftlern bei IBM, 48 einzelne Eisenatome zu einem ringförmigen Zaun mit 12 nm Durchmesser zusammenzufügen oder ein sechseckiges Molekül kontrolliert zum rotieren zu bringen - der kleinste Propeller der Welt. Neben diesen eher von klassischer Mechanik inspirierten Konstruktionen können molekulare Strukturen aber auch zur Informationsspeicherung und Informationsverarbeitung genutzt werden. Es ist durch das Anlegen geeigneter Spannungen zwischen Sonde und Objekt möglich, einzelne Atome aus dem Oberflächenverband herauszulösen. Wir erhalten damit eine informelle Strukur auf kleinstem Niveau. Bemerkenswert ist die damit prinzipiell erreichbare Speicherdichte von über 1 Terabit/mm2 (Tera = 1012): der Informationsgehalt sämtlicher Telefonbücher weltweit wäre mit dieser Technologie auf eine Fläche von 1 mm x 1 mm komprimiert - das sind Daten für gegenwärtig etwa 500 Millionen Haushalte.
Der Nachteil dieser Verfahren liegt darin, daß die Manipulation, das heißt das Entfernen oder die Deposition einzelner Atome zum Aufbau neuer Strukturen oder neuer funktionaler Einheiten hier seriell also Schritt für Schritt erfolgen muß. Das »Beschreiben« eines einzigen Quadratmillimeters würde bei der derzeitigen Schreibgeschwindigkeit von einem Bit pro Sekunde mindestens dreißigtausend Jahre dauern. Selbstverständlich ist es denkbar, diesen Nachteil durch die Miniaturisierung der Werkzeuge selbst und deren paralleler Anordnung teilweise zu umgehen. So erscheinen Schreib- oder Leseköpfe, die aus tausend oder sogar einer Million derartiger Sonden bestehen, heute prinzipiell möglich.
Mehr Effektivität als bei den Speichern verspricht die NanoTechnologie bei der Herstellung von Prozessoren. So sind gekoppelte nanomechanische Resonatoren (winzige schwingungsfähige Gebilde mit Frequenzen bis herauf in den Gigahertzbereich) aussichtsreiche Kandidaten zur Realisierung von Quantencomputern auf Festkörperbasis.
Aber auch gekoppelte Quantenpunkte kommen dafür eventuell in Frage. Sie ermöglichen Parallelrechnungen mit Verarbeitungsgeschwindigkeiten, mit denen die Siliziumchips gegenwärtig nicht annähernd konkurrieren können.
Dennoch ist es sehr unwahrscheinlich, daß die Computerindustrie, die ja eine Massenindustrie ist, auf neuartige Prozessorachitekturen umstellt. Sie wird wohl noch auf lange Sicht am Siliziumchip festhalten. Der kann zwar nicht wirklich parallel verarbeiten und ist in der Verwendung langsam, kann aber in einem Zug (per Maske werden Millionen von Schaltungen quasi »parallel« gefertigt), also sehr rasch und damit kostengünstig hergestellt werden. Nanotechnologisch gefertigte Schaltkreise, womöglich in 3-dimensionalen Architekturen wären demgegenüber zwar konkurrenzlos schnell, erforderten aber erheblichen Aufwand durch die Langwierigkeit ihrer Herstellung. So ist zu erwarten, daß es zwei Universen von Rechnern geben wird - massenhaft »langsame« Siliziumrechner und wenige exklusive Parallelrechner auf nanotechnologischer Fertigungsbasis.
Quantencomputer sind vor allem kryptographisch von Interesse, weil das Knacken von Codes auf Quantenebene in angemessenen Zeiträumen zu realisieren ist. Quantencomputing, eingesetzt zum Entschlüsseln von Nachrichten wird so auf der einen Seite von den Militärs extrem gefördert, stellt aber andererseits in Wirtschafts- und Bankenkreisen ein Horrorszenario dar.

Interdisziplinarität
In gewissem Sinne ist aus nanowissenschaftlicher Sicht der Begriff der Interdisziplinarität etwas antiquiert. Er suggeriert die Zusammenarbeit von Disziplinen, die in ein Projekt ihre unterschiedlichen Kompetenzen einbringen. Natürlich arbeiten in den NanoWissenschaften viele Disziplinen mit - neben der Physik mit ihren Sparten sind es vor allem die Chemie, die Biologie und die Medizin. Dennoch kündigt sich hier etwas Neuartiges an. Wer auf molekularer Ebene operiert, hat, ganz gleich ob er Physiker, Chemiker, Biologe oder Mediziner ist, plötzlich einen neuen für alle gleich gültigen gemeinsamen Nenner - die NanoWelt mit den verschiedensten Werkzeugen. Bestenfalls die Perspektiven, theoretischen Hintergründe und Vorgehensweisen, mit denen auf dieses neu gewonnene Feld der Erkundung und des Experiments zugegriffen wird, unterscheiden sich noch. Gegenwärtig lernen alle von allen - die Physiker von den Biologen, die Biologen von den Chemikern und die Mediziner von den Chemikern. Ein so gewöhnliches Phänomen wie die Reibung muß bei der Herstellung von Getrieben für biologische Vorgänge in der Zwergenwelt anders kalkuliert werden als auf der Ebene der Eisenbahn. An die Stelle der Interdisziplinarität tritt eher ein Prozeß der Grenzverwischung, Grenzüberschreitung und Grenzaufhebung zwischen den Disziplinen.
Gegenwärtig suchen Forscher verschiedener Disziplinen die neuen Möglichkeiten auszunutzen, die sich in den Nanometerdimensionen ergeben. Neben der schon oben erwähnten möglichen Informationsverarbeitung in kleinsten Strukturen wird an der Schaffung geeigneter Verbindungen oder Überträger zwischen der Nano- und der MakroWelt gearbeitet. Denn die Sonden, die im Nanometerbereich arbeiten, müssen, um bewegt werden zu können, auf einem Träger aufgebracht sein, der sie bewegt, fixiert, Energien induziert und gewonnene Daten aufnimmt. Das Funktionieren der NanoObjekte hängt entscheidend von der Umwelt ab, in der sie sich befinden. Schon geringe Abweichungen können an den molekularen Strukturen andere Eigenschaften entstehen lassen und so ist es eminent wichtig, die NanoObjekte an bestimmten vorgewählten Punkten zu fixieren, damit die Umgebungsbedingungen ein einwandfreies Funktionieren nicht beeinträchtigen. Auch darf die untersuchende Sonde, die vom Funktionieren Kunde geben soll, keinerlei negative Einflüsse auf die NanoObjekte ausüben.
Erst wenn es gelungen ist, einzelne NanoObjekte in ihren Eigenschaften zu studieren und genau zu beschreiben, kann daran gedacht werden, etwas über die Handhabung und das Zusammenwirken mehrerer NanoObjekte zu lernen und auszusagen.
Gleichwohl arbeiten Physiker, Chemiker, Biologen bereits heute an der Herstellung und Erzeugung komplexer funktionaler Einheiten aus atomaren und molekularen Grundbausteinen.
Während wir gegenwärtig mit den NanoTools fast ausschließlich arbeiten wie im Makroraum - also wir bohren, stanzen, fräsen, schneiden, ätzen nach Lithographiemanier - wissen Biologen und Chemikern viel über die Prinzipien der Selbstanordnung, Selbstorganisation oder der Selbstvermehrung. Würden diese Prinzipien gezielt im NanoBereich angewendet, dann könnte man funktionale Elemente »von unten nach oben« erzeugen, statt sie aus Vollmaterial »herauszuschnitzen« - komplexe funktionale Gebilde würden einfach »wachsen«.

Bedeutung und Nutzen der NanoTechnologie
Nanoskopisch kleine Roboter-U-Boote im menschlichen Körper, die bei Bedarf Reparatur und Reinigungsarbeiten durchführen und parallele Superrechner mit der Leistungsfähigkeit unseres Gehirns sind derzeit jedoch noch ferne Visionen. Wozu soll mechanisches Gerät in unsern Adern zirkulieren, um die Verkalkungen mit Bohrern und Hämmern zu zertrümmern, wenn chemische Substanzen oder Ultraschallwellen weit unaufwendigere Verfahren dafür bieten?
Das Spektrum der Anwendungen und der Nutzens in den technischen und Materialwissenschaften ist in seiner gesamten Breite noch gar nicht abschätzbar. Neue Eigenschaften von NanoStrukturen wie hohe thermische und mechanische Belastbarkeit bei gleichzeitig deutlich reduziertem Gewicht macht nanotechnologisch erzeugte Materialien ideal für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt. Mit Methoden der NanoChemie hergestellte Zeolite, die zu Molekularsieben mit 1 nm bis 10 nm großen Poren angeordnet sind, lassen sich umweltbelastende Abfallprodukte herausfiltern. ( . 7 & 8). Aufgrund der Kleinheit der entwickelten Maschinen wird deren Energiebedarf und Umwelteinfluß deutlich geringer sein, als der von heute eingesetzten Bauelementen. Ebenso wird es Auswirkungen auf militärische Anwendungen geben, beispielsweise bei der Weiterentwicklung von biologischen oder chemischen Sensoren, die Gebrauch von Nanostrukturen machen oder gleich in nanostrukturierte Prozessoren und Speicher integriert sind.
Natürlich taucht hier auch die Frage nach der Ethik der NanoTechnologie auf. Hier gilt das gleiche wie in den eingesessenen wissenschaftlichen Disziplinen. Die Wissenschaftler sind für das, was sie herausfinden in der gesamten Tragweite ihrer Entdeckungen verantwortlich und dürfen sich nicht herausreden, dies alles nur zum Zwecke der Grundlagenforschung zu tun.

Und die Form?
Bei der Miniaturisierung von Objekten auf Nanometergröße werden sich die äußerlichen Formen der Gegenstände nicht sehr von den Formen unserer Umgebung unterscheiden. Es wird Kugeln, Quader, Brücken und Drähte geben, allerdings - und das ist wohl das Faszinierende an der NanoWissenschaft und NanoTechnologie - mit außergewöhnlichen Eigenschaften, die nicht mit unserer alltäglichen Erfahrung in Einklang zu bringen sind.
Etwas ganz anderes sind Konsequenzen, die sich aus der Zwergenwelt für die Makrowelt ergeben könnten. Hier sind revolutionäre Erwartungen zunächst zu dämpfen. Jeder nanotechnologische oder nanotechnische Vorgang, der in der Makrowelt wirken soll, muß über Träger in die Makrowelt gelangen. Eine solche Vermittlung ist bisher bestenfalls als Informationsübertragung vorstellbar. Selbst die Kohlenstoffröhren, von denen es heißt, sie würden zum Lastenaufzug taugen, sind nur im Richtungsinn ihrer Längsachse auf Druck und Zug hin belastbar. Säcke oder Schalen aus nanotechnisch konstruierten Molekulargefügen würden makroskopische Wassermengen nicht halten, das in sie geggossen wird, da es senkrecht zu ihrer Anordnungsstruktur kein Halten gibt. Der Dimensionssprung, so gilt auch hier, ist an einen Sprung in den Eigenschaften der Artefakte gebunden.
Unsere Faszination an der NanoWelt, der Welt zwischen Atomen und Festkörpern, liegt darin begründet, die NanoWissenschaft und die NanoTechnologie zu nutzen, um Sensoren und Aktuatoren oder schlichtweg künstlich Werkzeuge zu schaffen, die in ihrer Dimension und Komplexizität biologischen Systemen gleichen - oder zumindest guten Gewissens daran zu glauben, daß dies zukünftig möglich sein wird.