Der Begriff Nano kommt von "Nanos", dem griechischen Wort für Zwerg. Von Nano spricht man, wenn Teilchen in einer Dimension kleiner als 100 nm (Nanometer) sind. Nanoteilchen oder Nanopartikel sind eine Verbindung von einigen wenigen bis einigen tausenden Atomen. Dabei sind die Teilchen so klein, dass man sie - wenn überhaupt - nur mit speziellen Geräten wie einem Elektronenmikroskop entdecken kann. Bei der "Nanotechnik" versucht man, Atome gezielt so zu platzieren und zu manipulieren, dass neue Stoffe mit neuen Eigenschaften entstehen. Materie wird also auf atomarer Ebene "designt".

Gefahr durch Nanotechnik?

Die Idee, Atome beliebig bewegen zu können und damit neue Stoffe zu schaffen, stammt von dem amerikanischen Physiker und Nobelpreisträger Richard Feynman, dessen Vortrag zu dem Thema 1959 als Geburtsstunde der Nanotechnik gilt. Seine Idee wird erst 1981 wieder aufgegriffen - von dem Ingenieur Eric Drexler und seinem Kollegen Ralph Merkle. In seinem Buch schreibt Drexler visionär über sich selbst replizierende Nanoroboter, so genannte "Nanobots", die - angetrieben durch Solarenergie - in Nanofabriken selbständig Produkte herstellen, beziehungsweise "wachsen" lassen. Der Mensch als Arbeiter ist dabei überflüssig.

Über solche Zukunftsvisionen hat auch der ehemalige Chefwissenschaftler von Sun Microsystems, Bill Joy, nachgedacht. In seinem im Jahr 2000 erschienen Buch "Warum uns die Zukunft nicht braucht" warnt er eindringlich vor einer neuen Gefahr für die Menschheit, wenn Nanotechnik, Robotik und künstliche Intelligenz miteinander verschmelzen.

Gefährliche Naniten

Das klingt nach Science-Fiction, und tatsächlich ist die Science-Fiction Bill Joys Kritik etwas zuvor gekommen. Im Jahr 1989 ist in einer Folge der TV-Serie "Star Trek - The Next Generation" zu sehen, wie sich intelligente, als "Naniten" bezeichnete Nanobots ungebremst vermehren, Computersysteme befallen und Menschen dadurch in Gefahr bringen. Seitdem müssen Nanobots und "Replikatoren" immer wieder als Bedrohung für die Menschheit und die Erde herhalten - nicht nur im Science-Fiction-Genre. Auch der bekannte Astrophysiker Sir Martin Reese warnt in einem Kapitel seines Buches "Unsere letzte Stunde" vor Nanobots und Replikatoren. Ist die Nanotechnik also gefährlich für uns?

Sicher besteht zurzeit keine Gefahr, dass eine Entwicklung in der Nanotechnik die gesamte Menscheit bedroht. Die Herstellung von intelligenten, anorganische Nanoteilchen, die sich selbst replizieren und eigenständig Prozesse durchführen können, ist jedoch theoretisch vorstellbar. Sollten solche Nanobots tatsächlich entwickelt werden, wären sie aber nicht automatisch eine unkontrollierbare Gefahr. Sie könnten zum Beispiel in der Medizin sehr hilfreich eingesetzt werden. Dort kommen bereits heute polymere Nanopartikel bei der Krebstherapie zum Einsatz.

Nano-Farbe gegen Schimmelbefall

Nicht nur in der Medizin wird Nanotechnik heute schon eingesetzt. Wer sich mit dem Thema beschäftigt, stellt fest: Die Nano-Revolution findet bereits statt. Chemiker, Biologen, Mediziner und Informatiker arbeiten eng bei der Entwicklung neuer Nano-Materialien miteinander zusammen. Am Fraunhofer Institut für Chemische Technologie hat man mit Hilfe von "Nanosilberpartikeln" eine Farbe entwickelt, die dauerhaft gegen Schimmelpilze wirkt. Silber ist seit dem Mittelalter für seine desinfizierende Wirkung bekannt. Der Vorteil bei Nanosilberpartikeln besteht darin, dass man aufgrund der massenspezifisch größeren Oberfläche von Nanopartikeln weniger Silber benötigt. Die Proteine in der Zellwand von Pilzsporen werden durch die Nanosilberteilchen zerstört, und die Pilzsporen sterben ab.

Was sich schön und gut anhört, wirft jedoch unweigerlich die Frage auf, was mit den Nanoteilchen passiert, wenn die Farbe ins Abwasser gelangt? Lösen sich dann die Nanoteilchen aus der Farbe, und ist eine Aufnahme über das Trinkwasser gefährlich für Menschen? Das Fraunhofer Institut glaubt das nicht: Man hätte die Nanopartikel sozusagen "an die Leine gelegt". Die Partikel sind in eine Polymerematrix eingebunden, einen Kunststoff, der dafür sorgt, dass die Nanoteilchen nicht unkontrolliert in die Umwelt gelangen.

Schöne neue Nano-Welt?

Die Schimmelpilz bekämpfende Farbe ist nur ein Beispiel für den Einsatz von Nanosilber. Wer etwas darauf achtet, wird feststellen, dass Nanotechnik immer häufiger eingesetzt wird, zum Beispiel bei einigen Kunststoff-Frischhaltedosen und bei manchen Computertastaturen in Netbooks oder Notebooks. Dort sind die Silberteilchen - im Prinzip ähnlich wie bei der Farbe - für die "antibakterielle Wirkung" zuständig. Innerhalb von 24 Stunden soll eine damit präparierte Netbook-Tastatur über 90 Prozent der Bakterien abtöten können.

Ebenso wurde kürzlich mit Hilfe der Nanotechnologie eine Zahncreme entwickelt, die Zähne beim Genuss von heißen, kalten oder süßen Speisen weniger empfindlich reagieren lassen. Nanopartikel werden auch eingesetzt, um Textilien in Autos schmutzabweisend zu machen. Ein über den Autositz gekippter Becher Kaffee ist dann kein Problem mehr. Und ganz futuristisch klingt es, wenn Wissenschaftler demnächst versuchen, transparente, magnetische Nano-Materialien zu entwickeln, die als Halbleiter fungieren und so die Computerindustrie revolutionieren könnten.

Wie reagiert der Mensch?

Wir sind also jetzt schon in zunehmendem Maße von Nanopartikeln umgeben, und es werden immer mehr hinzukommen. Bei all den wundersamen neuen Möglichkeiten bleibt offen, wie Menschen, Tiere oder Pflanzen reagieren, wenn sie mit den neuartigen Teilchen in Berührung kommen, denn Nanopartikel ist nicht gleich Nanopartikel. Der Vorteil bei der Nanotechnik besteht gerade darin, dass man die Teilchen für viele unterschiedliche Zwecke und Anwendungen "designen" kann. Dabei reagieren sie aber auch immer anders auf ihre Umwelt. "Nanoröhrchen" zum Beispiel, wie sie in Metallen eingesetzt werden, um diese noch stärker zu machen, sind äußerst gefährlich. Sie setzen sich im Gehrin fest, sie überwinden also - ähnlich wie Asbestfasern - die Bluthirnschranke, und bereiten damit Wissenschaftlern große Sorgen.