Mikrowelten - Nanowelten | ||||||||||||||||||||
Der
nach der Lotospflanze benannte Lotoseffekt
lässt sich zuhause mit einfachen Mitteln nachvollziehen: Ein kleines
Glasplättchen oder ein Objektträger wird durch eine Kerzenflamme
auf einer Seite verrußt. Dann gibt man mit Hilfe einer Pipette Wassertropfen
auf die schräg gehaltene, beschichtete Platte.(>Film)
Durch die Rußbeschichtung auf der Glasoberfläche erhält
diese völlig neuartige Eigenschaften. Dies hängt damit zusammen,
dass der Ruß sehr kleine Partikel enthält und Strukturen aus
unverbranntem Paraffin auf der Glasoberfläche bildet, die stark wasserabstoßend
wirken. Doch wie klein können solche Partikel überhaupt sein?
Ein Millimeter entspricht
einem tausendstel, ein Mikrometer einem millionstel und ein Nanometer einem
milliardstel Meter. Die Vorsilbe "nano" ist vom griechischen Wort nanos
(Zwerg) abgeleitet. In physikalischen Maßeinheiten bezeichnet nano
den Milliardstel Teil. In der Technik spricht man von Nanotechnologie,
wenn die Abmessungen der Strukturen in mindestens zwei Dimensionen die
100 nm unterschreiten [Lit
1, S. 8]. Liegen die Abmessungen in Größenordnungen
von mehr als einem Mikrometer spricht man von Mikrotechnologie.
Man kann auch unterscheiden zwischen atomarer Welt, Nanowelt, Mikrowelt
und Makrowelt. Die Dimension Makrowelt bezieht sich auf die Welt der mit
bloßem Auge sichtbaren Objekte (vgl. >Grenzen
der Miniaturisierung).
Rußteilchen oder
Kolloid-Teilchen in Suspensionen oder Emulsionen können wesentlich
kleiner als ein Mikrometer sein, so dass sie im Nanobereich angesiedelt
werden. Bei einer kolloidalen
Lösung sind fein zerteilte Teilchen mit einer Flüssigkeit
vermischt. Die Teilchengröße liegt zwischen einem Nanometer
und einem Mikrometer. Sind die Teilchen größer, spricht man
von einer Suspension. In
echten Lösungen ändern sich einige physikalischen Eigenschaften,
beispielsweise nimmt der Siedepunkt zu oder der Gefrierpunkt nimmt ab.
Bei kolloidalen Lösungen ist dies nicht der Fall, in ihnen sind die
Teilchen groß genug, dass sie Licht streuen. Zu den kolloidalen Lösungen
gehören beispielsweise Seifen- oder Tintenlösungen. Sie zeigen
schon bei starker Verdünnung den Tyndall-Effekt.
Bild vergrößern Durch das Wasser (rechts) geht das Laserlicht hindurch. In der kolloidalen Lösung (links) wird das Licht gestreut. |