Nanotechnologie

Auf dem Weg zur Medizin nach Art der phantastischen Reise: US-Forscher haben Nanomaschinen entwickelt, die eine Zelle von innen heraus beeinflussen können. So soll es möglich sein, Krebs gezielt zu bekämpfen.

Wissenschaftler aus Dänemark, Italien und den USA haben aus DNA kleine Käfige gebaut, die als Nanotransportmittel dienen sollen. Mit ihrer Hilfe sollen Medikamente künftig an bestimmte Zellen im Körper ausgeliefert werden.

IBM Research hat einen kurzen Stop-Motion-Film veröffentlicht, der aus 242 Einzelbildern besteht, die mit einzelnen Molekülen gezeichnet sind.

Bioelektrizität kennen viele Menschen aus dem Schulunterricht: Eine Kartoffel kann mit passenden Elektroden zur Batterie umgebaut werden. Wie der Mensch zur Batterie werden kann, haben nun polnische Wissenschaftler erforscht.

HGST, die heute zu Western Digital gehörende ehemalige Festplattensparte von Hitachi, hat Festplatten mit einer Strukturgröße von nur 10 Nanometern entwickelt. Damit soll sich die Kapazität von Festplatten verdoppeln lassen.

Eine Verbesserung bei einem 3D-Druck-Verfahren ermöglicht es, in Minuten Objekte im Mikro- und Nanobereich aufzubauen. Bei dem Verfahren wird ein Lack mit einem Laser belichtet.

Exakt operieren, ohne zu schneiden - das soll eine neuartige Linse ermöglichen, die Wissenschaftler in den USA entwickelt haben. Sie fokussiert Schallwellen genau und verstärkt sie.

Bei Wärme schnappt er zu: US-Wissenschaftler haben einen Mikroaktor gebaut, der sich die ungewöhnlichen Eigenschaften seines Baumaterials zunutze macht. Er soll unter anderem als künstlicher Muskel für Mikroroboter dienen.

Wenn das kein Cyborg ist: künstlich gezüchtetes Gewebe, in das Sensoren gleich integriert sind. Das Gewebe wächst um die Nanosensoren, so dass diese das ganze Gewebe durchdringen. Forscher können so Vorgänge im Gewebe beobachten, ohne in dieses eingreifen zu müssen.

Der Prototyp einer elektronischen Nase kann Schadstoffe in sehr geringen Konzentrationen erschnüffeln. Das System ist etwa so groß wie eine Postkarte, soll aber künftig nur noch so groß sein wie eine Kreditkarte.

Koreanische Wissenschaftler schlagen eine neue Methode vor, um die Nahfeldkommunikation NFC deutlich zu verbilligen. Die Tags dafür sollen gedruckt werden, was nur wenige Cent kosten soll.

US-Wissenschaftler haben einen piezoelektrischen Generator aus Viren entwickelt. Werden die Viren zusammengedrückt, erzeugen sie elektrischen Strom. Künftig könnten solche Generatoren in die Schuhsohle eingelassen beim Gehen Strom für mobile Geräte erzeugen.

Ein Display, das nicht spiegelt, eine Brille, die nicht beschlägt - das versprechen Wissenschaftler des MIT. Sie haben eine Beschichtung für Glas entwickelt, die aufgrund ihrer Struktur Reflexionen verhindert. Wasser perlt ab und säubert dabei das Glas.

Eine Beschichtung mit Nanopartikeln verleiht Papier zusätzliche praktische Eigenschaften: Es wird wasserfest und magnetisch. Werden weitere Nanopartikel hinzugefügt, wird das Papier antibakteriell, oder es leuchtet.

Den Stoff, der das Problem des leeren Mobiltelefonakkus lösen kann, haben US-Wissenschaftler entwickelt: Power Felt nutzt Temperaturunterschiede, um Strom zu erzeugen.

US-Forscher haben einen neuartigen Infrarotsensor entwickelt. Vorbild war der Flügel eines Schmetterlings, dessen Strukturen infrarotes Licht so reflektieren, dass es sichtbar wird.

Schottische Forscher haben eine Farbe entwickelt, die zur Überwachung von Bauwerken eingesetzt werden soll. Eine Oberfläche wird mit der leitfähigen Farbe bestrichen. Dann werden Elektroden angebracht, die die Leitfähigkeit messen. Veränderungen daran können auf Schäden hinweisen.

Herkömmliche Festplatten bringen zwar große Datenmengen auf kleinen Raum, benötigen aber dennoch rund 1 Million Atome, um 1 Bit zu speichern. Forschern bei IBM genügen 12 magnetische Atome zur Speicherung eines Bits.

Nanobänder aus Graphen bekommen unterschiedliche elektrische oder magnetische Eigenschaften, wenn sie wellenartig verformt werden. Die Form der Welle bestimmt beispielsweise die Leitfähigkeit des Bandes.

Zwei US-Forscherteams haben nach eigenen Angaben Techniken entwickelt, um Solarzellen einen höheren Wirkungsgrad zu verleihen. Dabei sollen mehr Elektronen pro Photon freigesetzt werden.

Bei Schlagwörtern wie Graphen, Racetrack-Speicher und Kohlenstoff-Nanoröhren geht es nicht mehr um die ferne Zukunft, das will IBM mit der Vorstellung einiger Prototypen auf dem IEEE International Electron Devices Meeting deutlich machen. Die Chips wurden mit herkömmlicher CMOS-Technik gefertigt.

Wissenschaftler der UCLA haben einen Weg gefunden, die Fertigung von OLED-Displays zu verbilligen. Sie bringen dazu die Ansteuerungselektronik auf der Rückseite des Panels mit Methoden des Inkjet-Drucks an.

Forscher aus München und Jülich haben Transistoren aus Graphen entwickelt, mit denen sie elektrische Signale aus Zellen mit einer hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung aufzeichnen können.

Viel Luft und dennoch stabil: US-Wissenschaftler haben ein Ultraleichtmaterial entwickelt, das aus einer Gitterstruktur aus Nanoröhrchen besteht. Es könnte als Isolierung eingesetzt werden oder um Stöße abzufangen.

Eine neue Technik für die Anode soll laut US-Forschern deutlich leistungsfähigere Lithium-Ionen-Akkus ermöglichen. Der Akku soll zehnmal mehr Energie speichern können als heutige Akkus. Gleichzeitig verkürzt sich die Ladezeit.

Kleiner geht es kaum: Das Auto, das Wissenschaftler aus den Niederlanden entwickelt haben, besteht aus einem einzigen Molekül. Es hat einen Vierradantrieb, bewegt sich aber eher unelegant vorwärts.

Ein berührungsempfindlicher, sehr dehnbarer Sensor, den US-Forscher entwickelt haben, könnte in Zukunft als künstliche Haut Prothesen oder Roboter überziehen. Egal wie sehr er gedehnt wird - er kehrt in seine ursprüngliche Form zurück und bekommt keine Falten.

Ein winziger, aus Nanofasern gesponnener Faden kann als Nanoantrieb dienen. Die Entwickler haben aus dem sogenannten künstlichen Muskel einen Nanomixer gebaut.

Dunkler als Schwarz - das geht: Während schwarze Farbe immer noch etwa 15 Prozent des auftreffenden Lichts reflektiert, absorbiert ein neues Metamaterial 99 Prozent auftreffenden Lichts.

Fünf Chiphersteller wollen in den kommenden Jahren 4,4 Milliarden US-Dollar für Forschung und Entwicklung im US-Bundesstaat New York investieren. Es geht um die beiden nächsten Chipgenerationen sowie um größere Wafer.

Wissenschaftler in den USA haben einen neuartigen Nanomotor entwickelt. Es ist nach ihren Angaben der erste elektrisch betriebene Nanomotor und gleichzeitig der kleinste Motor der Welt.

US-Forscher haben eine Akku entwickelt, der aus einer großen Zahl von Nanodrähten besteht, die einen Durchmesser von 150 Nanometern haben. Er könnte künftig Nanomaschinen mit Strom versorgen.

Australische Forscher haben ein serientaugliches Verfahren entwickelt, um piezoelektrische Dünnfilmgeneratoren günstig herzustellen. Künftig könnten solche Systeme beispielsweise in die Tastatur integriert werden und beim Tippen Strom erzeugen.

Ein Forscherteam aus Deutschland und China hat ein Material entwickelt, das unter der Einwirkung einer elektrischen Spannung seine mechanischen Eigenschaften ändert: Es kann entweder weich und formbar sein oder hart. Diese Änderungen sind umkehrbar.

Forscher aus Karlsruhe haben ein Metamaterial entwickelt, das im sichtbaren Lichtspektrum funktioniert. Sie haben daraus eine winzige Tarnkappe gebaut, mit der sie eine Wölbung in einer Metallfläche optisch verschwinden lassen können.

Superkondensatoren können künftig Lithium-Ionen-Akkus als Energiespeicher in Elektroautos ersetzen. Das glaubt das US-Unternehmen Nanotune, das Superkondensatoren mit einer hohen Energiedichte entwickelt.

Brasilianische Wissenschaftler haben Nanofasern aus Pflanzenteilen gewonnen. Diese sollen als Faserverbundkunststoffe heutige Kunststoffe ersetzen. In ferner Zukunft könnten Autos ganz aus diesen Pflanzennanofasern gebaut werden.

Südkoreanische und britische Forscher schlagen eine neue Art vor, digitale Daten dauerhaft zu speichern. Sie kombinieren dabei Mikromechanik und Halbleiter, was schneller schalten und sparsamer sein soll.

Forscher in den USA haben ein Verfahren entwickelt, um leistungsfähige kleine Antennen zu produzieren. Die werden mit Hilfe eines 3D-Druckverfahrens auf gekrümmte Oberflächen aufgebracht.

Zwei Wissenschaftler aus der Schweiz empfehlen die Einführung einer neuen wissenschaftlichen Disziplin - der Nanotoxikologie. Mit ihr sollen die Risiken von Nanostoffen erforscht werden.

Permanentmagnete werden für viele Anwendungen gebraucht, unter anderem für Festplatten und Elektroautos. US-Forscher arbeiten an magnetischen Nanoverbundstoffen, die kleinere und leichtere Magnete ermöglichen sowie den Bedarf an Metallen der Seltenen Erden verringern sollen.

Wissenschaftler haben ein besseres Gerät zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Abwärme entwickelt: Durch das Einbringen von Nanokristallen konnten sie den Wirkungsgrad des Thermoelements steigern.

Berliner Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, um Bilder mit einem Abstand von wenigen Femtosekunden aufzunehmen. So soll es möglich sein, Prozesse im Nanobereich zu filmen.