Nanosysteme als Zukunftstechnologie

Nanotechnologie wird in Zukunft die Elektronik- und Computerbranche revolutionieren. Dies geht aus einer Studie des Forschungsinstitutes Frost & Sullivan hervor.

Aus der Kombination von Nanotechnologie und Elektronik- und Computertechnik sollen in Zukunft dichtere Festplatten und kleinere sowie schnellere Chips hervorgehen. Ab 2015 soll dieser Markt bis zu 300 Mrd. Dollar bringen und das Volumen von über einer Billion Dollar übersteigen. Darüber hinaus soll die Nanotechnologie in der Mikroelektronik, Faseroptik, Avionik, in der Superleiter- und der Telekomindustrie, bei Schmierstoffen und in vielen anderen Gebieten Anwendung finden.

Da die Nanotechnologie auf einem Milliardstel Meter operiert folgt sie den Gesetzen der Quantenphysik. Zwei Formen von Nanosystemen werden in Zukunft an Bedeutung gewinnen – die Fulleren und die Nanoröhren, die zum Teil 50.000 mal dünner sind als ein menschliches Haar. Besonders im Bereich der Computerchips wird die neue Technologie enorme Fortschritte bringen. So könnten Transistoren aus Kohlenstoff-Nanoröhren die derzeitigen Silizium-Transistoren in ihrer Leistungsfähigkeit um Längen schlagen.

Darüber hinaus setzt die Forschung auf die Hightech-Sparte Spintronik, die den molekularen Speicher entwickeln will. Hierbei werden Informationen nicht mehr mittels elektrischer Ladung, sondern durch die neue Nanotechnik anhand Veränderungen der Magnetisierungsrichtung auf dem Chip gespeichert. Interessant wird der Einsatz der Nanotechnik im Bereich des Quantencomputers sein. Die Konstruktion einer passenden Hardware-Architektur für den Quantencomputer oder die Untersuchung von Quantenalgorithmen, die bisher große Probleme verursachten, könnten mit der Nanotechnologie realisiert werden. Solanki, Forschungsanalyst bei Technical Insights, sieht den Quantencomputer vereint mit der Nanotechnologie als Zukunftsvision, der den heutigen Computer ersetzten werde.

Im Bereich der Speichermedien gelten Nanotech-Filme als zukunftsweisend. Dabei sollen auf Molekülansammlungen, die sich auf den Filmen befinden, Informationen geschrieben, gelesen und gespeichert werden können. Darüber hinaus sollen magnetische Nanoskala-Sensoren die Speicherkapazität von Festplattenlaufwerken um das tausendfache erhöhen. Bei den medizinischen Geräten sollen Nanoskala-Antennen und kompakte Nanolaser vor allem im Bereich der medizindiagnostischen Bildgebungsverfahren und bei Instrumenten zur Identifizierung chemischer und biologischer Kampfstoffe wesentliche Verbesserungen bringen.

Die Nanotechnologie findet auch Anwendung im Automobilbereich, in dem ultraeffiziente blaue anorganische Leuchtdioden (LEDs) durch starke Helligkeit, niedrigen Energieverbrauch und hohen ESD-Widerstand bestechen sollen. Weiße LEDs sollen durch den niedrigen Batterieverbrauch in Handys, Camcordern und PDAs zur Anwendung kommen. Im Bereich der kommerziellen Elektrogeräte werden in Zukunft verstärkt organische Leuchtdioden (OLEDs) zum Einsatz kommen. Für die Herstellung von Displays mit hoher Auflösung befinden sich die Quantum-Dot Organic Light-Emitting Devices (QD-OLEDs) derzeit in der Testphase, die sehr leicht herzustellen und stabil sind und einen geringen Energieverbrauch aufweisen. Darüber hinaus wird es in Zukunft auch Nanobatterien geben, die der Ladekapazität eines Handys gleichkommen sollen.