Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aufbruch in die Nano-Ära

05.11.2014

Zwischen Grundlagenforschung und Modeerscheinung: Nanomaterialien auf dem Weg in unser Alltagsleben

Moderne Festplatten benötigen für jedes Informationsbit nur eine Fläche von wenigen Quadratnanometern; vor Sonnenbrand schützen wir uns mit Cremes, die Nanopartikel aus Titandioxid oder Zinkoxid enthalten. Fängt jetzt das Nano-Zeitalter an?


Dr. Younan Xia erforscht am Georgia Institute of Technology das Design und die Synthese von Nanomaterialien für Anwendungen in der Biomedizin, der Katalyse und der Energieumwandlung.

(c) Wiley-VCH

Dieser Frage geht Younan Xia (Georgia Institute of Technology, USA) im Editorial einer neuen Ausgabe der Zeitschrift Angewandte Chemie nach, die sich mit dem Thema Nanowissenschaften http://doi.wiley.com/10.1002/ange.v126.46 befasst (frei zugänglich bis Ende 2014).

„Bevor ‚Nano‘ ein Modewort wurde, hatten die Menschen schon jahrzehnte-, wenn nicht jahrhundertelang Nanomaterialien genutzt“, sagt Xia. „Beispielsweise in Abgaskatalysatoren, die in den siebziger Jahren entwickelt wurden.“ Auch unsere Zellen enthalten nanoskalige Strukturen, z.B. zur Herstellung von Proteinen oder zur Energieerzeugung. Diese werden schon lange intensiv erforscht. An sich ist „Nano“ also nicht neu. Aber es gibt noch viel zu entdecken, zu erforschen – und in neue Anwendungen zu übertragen.

„Der Quanteneffekt ist das wahrscheinlich aufregendste Geschenk der Nanowelt“, so Xia. „So emittieren etwa Nanopartikel aus demselben Feststoff, so genannte Quantenpunkte, je nach Partikelgröße unterschiedlich farbiges Licht.“ Dieses und weitere Phänomene könnten für künftige elektronische oder photonische Bauteile genutzt werden. Anwendungen profitieren aber auch, wenn die Eigenschaften beim Verkleinern gleich bleiben: Obwohl die kritischen Maße eines Transistors in den letzten fünfzig Jahren von einigen Hundert Mikrometern auf 22 Nanometer geschrumpft sind, funktionieren sie immer noch nach den gleichen physikalischen Prinzipien.

Eine hochspezifische Diagnostik und Therapie auf der Molekülebene ermöglicht die Nanomedizin. So sollen hocheffiziente Krebs-Therapeutika biologische Barrieren überwinden, bösartige Zellen erkennen und selektiv angreifen. Xia: „Eine große Zahl an Wirkstofftransportsystemen ist inzwischen für die klinische Krebstherapie zugelassen.“ Ein so komplexes Gebiet wie die Nanomedizin erfordere interdisziplinäre Teams aus Chemie, Physik, den Ingenieurwissenschaften, Biologie, Genetik, Proteomik, Radiologie, Onkologie und dem Gesundheitswesen – eine der größten Herausforderungen sei, diese zu einer echten Zusammenarbeit zu bewegen.

Der Weg vom Labor zur Industrieanwendung ist für viele Nanomaterialien noch weit, denn eine Herstellung genau definierter Nanopartikel im großtechnischen Maßstab ist extrem schwierig. Die Mikrofluidtechnik eröffnet hier vielversprechende Alternativen für die skalierbare, verlässliche und kostengünstige Produktion.

Im Sonderheft der Angewandten Chemie sollen Übersichtsartikel führender Experten einen Überblick über jüngste Entwicklungen und wichtige Themen vermitteln: Harald Krug beschäftigt sich mit „Nanosicherheitsforschung http://doi.wiley.com/10.1002/ange.201403367  – sind wir auf dem richtigen Weg?“, Jens Rieger und Kollegen mit der „Bildung von Nanopartikeln und Nanostrukturen http://doi.wiley.com/10.1002/ange.201402890  – CaCO3, Zement und Polymere aus Sicht der Industrie“, Reinhard Nießner diskutiert „Die vielen Gesichter von Ruß: Charakterisierung verbrennungsmotorischer Ruß-Nanopartikel http://doi.wiley.com/10.1002/ange.201402812  “ und Frank von der Kammer und Kollegen fordern: „Finde den Unterschied: synthetische und natürliche Nanopartikel in der Umwelt http://doi.wiley.com/10.1002/ange.201405050  – Freisetzung, Verhalten und Verbleib“. Xia und seine Mitarbeiter steuern „Maßgeschneiderte Nanopartikel für den Wirkstofftransport in der Krebstherapie“ bei.

„Egal ob Elektronik, Photonik, Informationsspeicherung, Kommunikation, Katalyse, Energie, Medizin, Sicherheitstechnik, Umweltschutz, Kosmetik und sogar das Bauwesen, sie alle könnten von Nanomaterialien profitieren“, schließt Xia. „Erst wenn dieses relativ neue und noch scheinbar bizarre Nano-Reich so weit ist, eine positive und nachhaltige Wirkung auf alle Aspekte unserer Gesellschaft auszuüben, können wir den Beginn der Nano-Ära erklären.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 39/2014

Autor: Younan Xia, Georgia Institute of Technology, Atlanta (USA), http://www.nanocages.com/

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201406740

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.


Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht ROBOLAB generiert neue Forschungsansätze und Kooperationen
08.05.2017 | Hochschule Mainz

nachricht Wie Coronaviren Zellen umprogrammieren
28.04.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften