Alles Nano oder was?: Nanotechnologie für Neugierige
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Veröffentlicht: |
Weinheim
Wiley-VCH
2013
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IMAGE 1
INHALT
DANKSAGUNG I X
V O R W O R T X I
1 EINLEITUNG 1
1.1 EINE MUECKE IST NANOTECHNOLOGIE 1 1.2 WAS IST NANO? J
1.3 MILLI-MIKRO-NANO 5 1.4 ES GIBT VIEL PLATZ NACH UNTEN 6 1.5 BOTTOM-UP
UND TOP-DOWN 7 1.6 DIE SELTSAMEN NATURGESETZE DER NANOWELT 9 .
1.7 NANOTECHNOLOGIE HEUTE 11 1.8 GEFAHREN 13
1.9 MEDIZINISCHE ANWENDUNGEN 14 1.10 ZUKUNFTSVISIONEN 16
DIE GESCHICHTE 19 2.1 DIE IDEE EINER KONTINUIERLICHEN ENTWICKLUNG 21 2.2
DIE STEINZEIT 23 2.3 AEGYPTER UND ROEMER 25
2.4 DAS MITTELALTER 27 2.5 DIE INDUSTRIELLE REVOLUTION 28 2.6
MIKROTECHNOLOGIE 30 2.7 NANOTECHNOLOGIE 32
2.8 DIE HISTORISCHE ENTWICKLUNG IM UEBERBLICK 33
DIE NATUR 37 3.1 KOPFUBER AN DER DECKE UMHERGEHEN 37 3.2
SELBSTREINIGENDE OBERFLAECHEN 40 3.3 ALLE LEBEWESEN BESTEHEN AUS ZELLEN
42
3.4 EIN BLICK IN DAS INNERE DER ZELLE 44
VII
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IMAGE 2
3.5 DIE ZELLE ALS NANOFABRIK 47
3.6 DER VORSPRUNG DER NATUR 48 3.7 DER MENSCH BAUT TOP-DOWN, DIE NATUR
BOTTOM-UP 49 3.8 DIE BAUSTEINE DER ZELLE 49 3.9 DIE ZELLWAND 50
3.10 DAS ZELLGERUEST 51 3.11 PROTEINE 52 3.12 DIE ERBSUBSTANZ 53 3.13 DIE
SYNTHESE VON PROTEINEN 54
3.14 WIE EINE ZELLE NANOMASCHINEN BAUT 56 3.15 WAS IST LEBEN? 56 3.16
GEFAEHRLICHE NANOMASCHINEN: VIREN 58
4 DIE GESETZE 61
4.1 WAS IST EIN ATOM? 61 4.2 DAS OBERFLAECHE-ZU-VOLUMEN-VERHAELTNIS 62 4.3
DIE TEMPERATUR 65 4.4 DIE NANOWELT DER QUANTEN 69
4.5 TEILCHEN UND WELLEN 70 4.6 WAS IST LICHT? 71 4.7 TEILCHEN SIND
WELLEN 74 4.8 REALE SCIENCE FICTION: WAHRSCHEINLICHKEITSWELLEN 75
4.9 DER TUNNELEFFEKT 76 4.10 DIE UNSCHAERFERELATION 78 4.11 NEUE
EIGENSCHAFTEN IN DER NANOWELT 80
4.12 WELLEN SIND TEILCHEN 80
5 WERKZEUGE 83
5.1 DAS LICHTMIKROSKOP 86 5.2 DAS ELEKTRONENMIKROSKOP 91 5.3 DAS
RASTERTUNNELMIKROSKOP 97 5.4 DIE GESCHICHTE DER PHOTOLITHOGRAPHIE 103
5.5 FERTIGUNG VON BAUELEMENTEN MIT PHOTOLITHOGRAPHIE 108 5.6 DER
WAFERSTEPPER 109 5.7 ELEKTRONENSTRAHL-LITHOGRAPHIE 114 5.8
MATERIALBEARBEITUNG MIT IONENSTRAHLEN NJ
6 NANOPARTIKEL 119 6.1 DIE HERSTELLUNG VON NANOPARTIKELN 121 6.2 NEUE
MATERIALIEN 122
VIII INHALT
IMAGE 3
6.3 FEINSTAUB 124
6.4 SULFAT-AEROSOLE 129 6.5 KOLLOIDE 131 6.6 CLUSTER: NEUE EIGENSCHAFTEN
IM 1-NANOMETERBEREICH 135
6.7 DREI URSACHEN FUER NEUE EIGENSCHAFTEN 138 6.8 NEUE EIGENSCHAFTEN: 1.
DIE GEOMETRISCHE STRUKTUR 138 6.9 FULLERENE 144 6.10 NANOTUBES 147
6.11 NEUE EIGENSCHAFTEN: 2. REAKTIVE OBERFLAECHENATOME IJI 6.12 NEUE
EIGENSCHAFTEN: 3. QUANTENEFFEKTE 154 6.13 MAGISCHE ZAHLEN 156
? ANWENDUNGEN 161 7.1 NANOPARTIKEL IN VERBUNDMATERIALIEN 161 7.2 NANOTON
IN PET-FLASCHEN 165 7.3 SONNENCREMES MIT HOHEN SCHUTZFAKTOREN 166
7.4 ANTIBAKTERIELLE SILBER-NANOPARTIKEL 167 7.5 SELBSTREINIGENDE
OBERFLAECHEN 168 7.6 SUPERKONDENSATOREN 16G 7.7 FASERN AUS
KOHLENSTOFF-NANOTUBES 172
7.8 NANOSIEBE 173 7.9 KREBSTHERAPIE 176
7.10 DRUG-DELIVERY 178 7.11 MOLEKULARE ELEKTRONIK 178
8 COMPUTER 181
8.1 DIGITALISIERUNG 181 8.2 DER GRUNDBAUSTEIN EINES COMPUTERS 182 8.3
DIE GUTE ALTE ZEIT: ANALOGE DATENVERARBEITUNG 1 86 8.4
ANALOG-DIGITAL-WANDLER 187
8.5 DIGITAL-ANALOG-WANDLER 188 8.6 SPEICHERMEDIEN: CD, FESTPLATTE UND
USB-STICK 18G 8.7 DIE DATENAUSWERTUNG 195 8.8 WIE REAL IST FEYNMANS
VISION HEUTE? 1 95
8.9 VERGLEICH COMPUTER - GEHIRN 197
INHALT IX
IMAGE 4
8.10 DAS MOORESCHE GESETZ 198
8.11 WAS KOMMT ALS NAECHSTES? 200 8.12 WAS KOENNEN COMPUTER? 201
9 GEFAHREN 203
9.1 UNREALISTISCHE GEFAHREN 203 9.2 REALE GEFAHREN 205 9.3
KONVENTIONELLE SCHADSTOFFE 206 9.4 RISIKOABSCHAETZUNG 20G
9.5 EINTRITTSPFORTEN IN DEN KOERPER 210 9.6 DIE LUNGE 211 9.7 EIN NEUES
FACHGEBIET: NANOTOXIKOLOGIE 214 9.8 UNTERSUCHUNGSMETHODEN 216
9.9 DIE PIONIERZEIT DER NANOTOXIKOLOGIE 217 9.10 DER STAND DES WISSEN:
EINE UEBERSICHT 218 9.11 SILIZIUMDIOXID 218 9.12 TITANDIOXID 220
9.13 ZINKOXID 222 9.14 ALUMINIUMOXID 223 9.15 SILBER 224 9.16 GOLD 225
9.17 INDUSTRIERUSS (CARBON BLACK) 227 9.18 FULLERENE 228 9.19
KOHLENSTOFLF-NANOTUBES 229 9.20 ZUSAMMENFASSUNG 231
10 VISIONEN 233
10.1 PRODUKTIVITAET UND RESSOURCEN 234 10.2 MEDIZIN 234 10.3 COMPUTER 240
10.4 MILITAERISCHE NANOVISIONEN 244
10.5 DIE TECHNOLOGISCHE SINGULARITAET 246 10.6 NANOASSEMBLER 247 10.7
KLIMAKONTROLLE 248
11 ZUSAMMENFASSUNG 251
12 REFERENZEN 255
STICHWORTVERZEICHNIS 263
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