FACHTHEMA NANOTECHNOLOGIE Kleine Teilchen ganz groß. Wie Nanotechnologie unsere Welt verändert. F Gerd Ganteför Fachbereich Physik Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Das Jahrhundert der Nanotechnologie Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie 2 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Der Mensch formt Materie Schabesteine (1,7 Million Jahre) Gerd Ganteför Fachbereich Physik Faustkeil (200 000 Jahre) 27.05.2014 Folie 3 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Die historische Entwicklung Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie 4 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Die wahre Meisterin der Nanotechnologie: Die Natur Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie 5 Nanovisionen ENERGIE KLIMA NANO Der Film: Mikrotubuli und Transportproteine Mikrotubuli: röhrenförmige Proteinfilamente (Durchmesser 20nm) Die Tubulin-Einheiten werden ständig angebaut und auch wieder depolymerisiert. Die Mikrotubuli dienen auch als Transportstraßen für Kinesin-Moleküle. Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie 6 Nanovisionen ENERGIE KLIMA NANO Der Film: Ribosom liest m-RNA Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie 7 Nanovisionen ENERGIE KLIMA NANO Der Film: The Inner Life of a Cell http://www.studiodaily.com/main/technique/tprojects/6850.html Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie 8 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Beispiele heutiger Anwendungen Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie 9 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nano-Ton in PETFlaschen 150 nm Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie10 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Silberpartikel in Kleidung 200 nm Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie11 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanovisionen: Computer Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie12 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO 16 TByte Speicherchip (Stand 2012) Flash-Speicherchip 16 000 Megabyte, 1,5 cm2. 5600 x Die Bibel 1 Bit: 34x34 Nanometern. Methode: Photolithografie 20nm Prozess Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie13 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanotubes: Bausteine 3-dimensionaler Prozessoren Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie14 Nanotechnologie nach Kurzweil Gerd Ganteför Rechenoperationen pro Sekunde pro 1000 Euro Die Zukunft der Computer ENERGIE KLIMA NANO 1060 1050 1040 1030 Alle Menschen 1020 Mensch Maus 1010 Insekt 1 10-10 1900 Fachbereich Physik 1950 2000 2050 2100 27.05.2014 Folie15 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanovisionen: Energie Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie16 Nanotechnologie ENERGIE Speicherung Lithiumionenbatterie (E-Bike) Energie Preis KLIMA NANO 0,4 kWh 400 Euro für Auto voller Tank 60 Liter = 600 kWh Wirkungsgrad 33% = 200 kWh Gewicht Volumen Kosten Gerd Ganteför Fachbereich Physik 1,3 Tonnen 1,5 m3 200 000 Euro 27.05.2014 Folie17 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Super-SuperKondensatoren? Kohlenstoff-Nanotubes. beschichtet mit Rutheniumoxid Kapazität 100 mal höher als konventionelle Superkondensatoren. Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie18 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanovisionen: Klima Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie19 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Prognosen Energieverbrauch BGR IEA Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie20 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Die Energiewende könnte global scheitern 3 Gründe - Kosten - Speichermöglichkeiten - zu langsam Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie21 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Plan B für das Klima Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie22 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO SulfatAerosole Elektronenmikroskopische Aufnahme eines großes AmmoniumsulfatAerosolpartikels, das an einem agglomerierten Rußpartikel haftet. Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie23 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Wolken entlang Schifffahrts -routen Niedrigliegende Stratocumulus- Wolken bedecken etwa 30% der Meeresfläche Eine 2% Erhöhung ihrer Albedo würde einem Klimaantrieb von 4 W/m² entsprechen. (Latham 2002) Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie24 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanovisionen: Militär Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie25 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanodrohne Vision eines flugfähigen Aufklärungs- und AngriffsRoboters. Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie26 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanogefahren: Nanopartikel Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie27 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Siliziumdioxid Mikro- und Nanopartikel Sandsturm in der Sahara Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie28 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Wirklich gefährliche Nanopartikel Viren, die sich auf die Membran einer Bakterie geheftet haben. Die DNS-Moleküle, die in die Zelle injiziert wurden, sind nicht sichtbar. Die Zelle hat bereits mit der Produktion von neuen Viren begonnen (dunkle Flecken im Innern). Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie29 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nanovisionen: Medizin Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie30 Nanovisionen ENERGIE KLIMA NANO Wo liegen die Grenzen der Bio-Nanotechnologie ? Mögliche Entwicklungen: Krebs wird besiegt werden Blinde werden sehen können Lahme werden gehen können Ersatz-Organe aus körpereigenem Gewebe Superblut Genetische Kontrolle der Persönlichkeit Gedankenlesen Maschinenunterstützte Biofunktionen … Nervenzelle wächst auf Computerchip Kontrolle der Lebenserwartung? Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie31 Nanotechnologie ENERGIE KLIMA NANO Nano-Visionen für die Zukunft: Medizin Heilung auch der Krankheiten der Nanoebene Reparatur von Nervenleitungen nachwachsende Organe/Gliedmaßen Kontrolle der Lebenserwartung Computer Weitestgehende Automatisierung Bild- und Spracherkennung Perfekte Überwachungsgesellschaft Künstliche Intelligenz Energie Effizienz, Speicherung Klima Klimakontrolle durch Nanopartikel und vieles andere mehr. Gerd Ganteför Fachbereich Physik 27.05.2014 Folie32
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