Ein Nanometer ist der einmilliardste Teil eines Meters – und damit unvorstellbar klein. Eine Vorstellung von dieser Maßeinheit und den daraus entstehenden neuen technologischen Möglichkeiten vermittelt die Ausstellung „Nano!“ der Dortmunder Deutschen Arbeitsschutzausstellung DASA. An 150 Mitmachstationen lädt die Schau buchstäblich zum „Begreifen“ der Nano-Technologie ein. Sie wendet sich vor allem an Familien, Schüler ab der 8. Klasse, Lehrer und Studierende.

Text: Andrea Hanisch 

Fotos: Harald Oppitz (KNA) 

Das „Nano-Labor“ empfängt den Besucher überraschenderweise gleich mit „großen“ Teilen: Eine riesige Taro-Pflanze mit saftigen grünen Blättern lenkt den Blick auf sich, daneben stehen Terrarien mit Gek-kos und Sand-Skinken. Was haben Tiere und Pflanzen mit Nano-Technik zu tun, fragt sich der Besucher verwundert.

Die Taro-Pflanze illustriert eindrucksvoll den „Lotus-Effekt“: Die auf den Blättern befindlichen Nano-Strukturen lassen Wassertropfen einfach abperlen. Diese Nano-Eigenschaft wird seit einigen Jahren beispielsweise bei der Herstellung von Wandfarben angewandt. An der Oberflächenstruktur des Geckos und des Sand-Skinks lassen sich Haft- und Reibungseffekte studieren, die durch winzig kleine Härchen und Rillen zustande kommen. Dadurch kann sich der Gecko auch kopfüber an glatten Oberflächen festhalten, während der Sand-Skink durch seine winzigen Rillen auf der Hautoberfläche durch den Wüstensand zu schwimmen scheint.

Ein „Aufzug“ befördert den Gast danach hinab aus der Makro-Ebene des Labors in die Welt der Atome und Moleküle, wo die Nano-Strukturen vorkommen. Im gesamten Ausstellungsraum befinden sich Modelle dieser Teile: Die Wände sind über und über bedeckt mit sechseckigen, gedrehten Körpern, die sich wie Teile einer DNA von Station zu Station schlängeln.

Nebenbei erfährt man einiges über die Geschichte der Nano-Technik. Mit Rastertunnelmikroskopen machten die deutschen Physiker und Nobelpreisträger Heinrich Rohrer und Gerd Binnig vor 30 Jahren erstmals Nano-Strukturen sichtbar. Die Ausstellungsbesucher können die an sich abstrakte Welt der Nano-Strukturen an verschiedenen Stationen „fühlen“: Mit einem Handschuh aus Kettenmaterial sollen einzelne Magnetstäbchen entnommen und in ein anderes Gefäß gesteckt werden.

Das funktioniert kaum, denn ständig haften die Magnete wieder an den „Kettenfingern“ und bleiben nicht an ihrem vorgesehenen Platz. Dieses Phänomen der „sticky fingers“ ist ein Problem der Nano-Forschung, da sich kleinste Teilchen nicht gut mechanisch bewegen lassen. Dabei hilft an der nächsten Station ein Laser. Mit gebündeltem Licht kann er die Atome fangen und bewegen; die Besucher können das am Computer nachmachen.

Ganz neu ist die „Ein-Atom-Schaltung“, die nur durch Nano-Technologie möglich ist: Anhand eines Modells aus Dutzenden silbernen Atomkügelchen kann bei Wegnahme einer Kugel – eines Atoms – ein Schalter umgelegt werden. Noch viele andere Vorführstationen machen die kleinsten Teilchen sicht- und begreifbar, bevor der Rundgang zu den heutigen Anwendungen führt.

Denn die Nano-Technologie ist bereits auf dem Vormarsch. Der Computerindustrie hilft sie, mikroskopisch kleine Prozessoren und Chips zu bauen. Im Bauwesen können Nano-Strukturen Beton leichter machen und somit Energie sparen. 

Der wohl spektakulärste Einsatz der Nano-Teilchen findet aber in der Medizin statt: Mithilfe eines Nano-Eisen-Gemischs lassen sich Tumore einfärben und magnetisch zerstören. Auch das lästige Insulin-Spritzen der Diabetiker könnte bald durch Nano verschwinden. Experimentiert wird dabei mit einer Pillen-Ummantelung aus Alginat, die den Wirkstoff dank Nano zeitversetzt abgibt und nur noch geschluckt werden muss.

Doch veränderte Nano-Partikel finden sich auch in Lebensmitteln und Kosmetika sowie in der Luft, die Arbeiter der chemischen Industrie einatmen. Die winzigen Teilchen können durch Einatmen, über den Verdauungstrakt und durch die Haut in den menschlichen Organismus gelangen. Tierstudien weisen darauf hin, dass sie dort unter anderem Lungenschäden verursachen oder sich im Gehirn ablagern. Daher wird jetzt der Ruf nach einer Nano-Ethik immer lauter.

Mit der Nano-Technologie, in der Deutschland weltweit führend ist, wird sich das Leben radikal verändern. Das wusste schon Nano-Pionier Gerd Binnig. „Wir sind Zeitzeugen einer grundlegend neuen Entwicklung in der Menschheitsgeschichte“, so der Wissenschaftler. In diesen Jahren und Jahrzehnten wiederhole sich „vom Prinzip her die Entwicklung des Lebens“. Mit dem kleinen Unterschied, dass der Mensch durch das Studium der komplexen Nano-Strukturen das Zusammenspiel von Atomen und Molekülen nun gezielt gestalten könne.