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Nanotechnologie

Nanotechnologie, (auch als molekulare Fertigung früher bekannt) ist ein Zweig der Technik, der sich mit dem Design und der Herstellung von extrem kleinen elektronischen Schaltungen und mechanischen Geräten beschäftigt, die auf der molekularen Ebene der Materie aufgebaut sind. Das Institute of Nanotechnology in Großbritannien formuliert es als „Wissenschaft und Technologie, bei der Dimensionen und Toleranzen im Bereich von 0,1 Nanometer (nm) bis 100 nm eine entscheidende Rolle spielen.“ Nanotechnologie wird oft zusammen mit mikro-elektromechanischen Systemen (MEMS) diskutiert, ein Thema, das normalerweise die Nanotechnologie einschließt, aber auch Technologien oberhalb der molekularen Ebene umfassen kann.

Es gibt eine Grenze für die Anzahl der Komponenten, die auf einem Halbleiter-Wafer oder Chip hergestellt werden können. Traditionell wurden Schaltkreise auf Chips geätzt, indem Material in kleinen Bereichen entfernt wurde. Theoretisch ist es jedoch auch möglich, Chips Atom für Atom aufzubauen, um Bauteile zu erhalten, die viel kleiner sind als die, die durch Ätzen hergestellt werden können. Bei diesem Ansatz gäbe es keine überflüssigen Atome; jedes Teilchen hätte einen Zweck. Elektrische Leiter, Nanodrähte genannt, wären nur ein Atom dick. Ein logisches Gatter würde nur noch wenige Atome benötigen. Ein Datenbit könnte durch die An- oder Abwesenheit eines einzigen Elektrons dargestellt werden.

Die Nanotechnologie ist ein vielversprechender Weg zu immer leistungsfähigeren Computern und Kommunikationsgeräten. Doch die faszinierendsten (und potenziell gefährlichsten) Anwendungen liegen in der Medizin. Sogenannte Nanoroboter könnten als programmierbare Antikörper dienen. Da krankheitsverursachende Bakterien und Viren bei ihren endlosen Versuchen, medizinische Behandlungen zu umgehen, mutieren, könnten Nanoroboter so umprogrammiert werden, dass sie selektiv nach ihnen suchen und sie zerstören. Andere Nanoroboter könnten so programmiert werden, dass sie gezielt Krebszellen aufspüren und abtöten.

Zwei Konzepte, die mit der Nanotechnologie in Verbindung gebracht werden, sind die positionelle Montage und die Selbstreplikation. Der Positionsaufbau befasst sich mit der Mechanik, molekulare Teile an ihren richtigen Platz zu bringen und sie dort zu halten. Molekulare Roboter sind Geräte, die die Positionsmontage durchführen. Die Selbstreplikation befasst sich mit dem Problem der automatischen Vervielfältigung der Positionsanordnungen, sowohl beim Bau des Fertigungsgeräts als auch beim Bau des hergestellten Produkts.

Diese Definition wurde zuletzt im Februar 2021 aktualisiert
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