Anwendungen
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Architekten entwerfen Häuser. Journalisten schreiben Artikel. Medizin heilt Menschen. Und Nano?
Nano hat im Gegensatz dazu keine eindeutige Anwendung, ist aber dafür überall vertreten. Hierzu
ein Beispiel aus der aktuellen Forschung:
Der Husten wird besser, aber dafür muss man Kopfweh in Kauf nehmen – wer kennt dieses Problem nicht?
Alles auf Grund von Nebenwirkungen der Medikamente. Die Lösung wäre ein Medikament, das ganz gezielt
nur an einem bestimmten Zielort wirkt, ohne andere Vorgänge zu beeinflussen. Mit diesem so genannten
Targeting beschäftigt sich die Medizin. Hierzu müssen die biologischen Prozesse im Körper genau bekannt sein.
Dazu gehören Struktur und Eigenschaften von Krankheitserregern, beispielsweise Viren, welche nur einige
Nanometer groß sind. Erforscht werden ebenfalls Vorgänge in gesunden und infizierten Zellen, sowie deren
Oberfläche, die Strukturen im Nanometer Bereich aufweisen. Hierzu benötigt man Analyse Methoden und Bild
gebende Verfahren für kleinste Dimensionen. Atomare Auflösungen werden beispielsweise mit einem
Rasterkraftmikroskop (AFM) erzielt. Das AFM misst die Kraft, die einzelne Atome des zu untersuchenden
Substrats auf eine sehr feine Spitze (Spitzenradius circa 10nm) ausüben.
Nach der Analyse muss auf Grund der beobachteten biochemischen Prozesse ein möglicher Wirkungsmechanismus
des Medikaments gefunden werden. Anschließend wird ein Molekül synthetisiert, das nach diesem Mechanismus
spezifisch mit der Zielsubstanz interagiert. Das verlangt die chemische Synthese von einzelnen wenige Nanometer
großen Molekülen. Zuletzt wird die Reaktion mit dem Körper vorab virtuell simuliert, um nicht tausende Moleküle
am Lebewesen zu testen. Dies bedeutet eine aufwändige Rechenarbeit, für die man schnelle Computer braucht.
Elektronik, ein weiterer Bereich der Nanowissenschaft, denn schnell und Platz sparend werden Computer durch Miniaturisierung.
In der Realität ist Forschung natürlich viel komplexer. Aber dieses vereinfachte Beispiel zeigt: Nano ist überall!
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