Systemtechnik in der Größenordnung von Molekülen
Hantiert man mit Objekten in der Nanometerdimension, so bewegt man sich in der kaum vorstellbaren Größenordnung einzelner Atome oder Moleküle. Aufgrund ihrer sehr großen Oberflächen im Verhältnis zum Volumen verfügen sie über einzigartige Eigenschaften, die bei massiven Materialien der gleichen Substanz nicht vorhanden sind. Die Nanotechnologie ist ein Gebiet, das sich mit der Weiterentwicklung funktionaler Systeme in Nanometergröße auf Grundlage der vorhergehend genannten speziellen Eigenschaften sehr kleiner Objekte beschäftigt. Bevor dies so richtig gut funktioniert, müssen die Wissenschaftler natürlich die Struktur und Funktion von Nanomaterialien durchschauen, um Designs zu ermöglichen, mit denen man von den speziellen Merkmalen profitieren kann. Europäische Forscher, die sich auf Entdeckungsreise durch ein breites Spektrum potenzieller Nanosysteme begaben, initiierten das Projekt Nanotemplate ("Templates for engineered nano-objects for use in microwave, electronic devices and biomedical sensing applications"). Sie "züchteten" Nanotemplates (Nanogitter bzw. in Mustern ausgearbeitete Nanostrukturen) innerhalb von spurgeätzten Substraten einschließlich Wafern, Glas und Metall zur Herstellung von Metall- und Kompositarrays in Einzel- oder Mehrschichtgeometrie sowie als polymere lichtemittierende Nanoobjekte. Eine Anpassung der Rasterkraftmikroskopie (RKM) ermöglichte die Bildung von Nanotemplates mit Porengrößen in ultrakleinen Dimensionen (wenige Nanometer, nm, im Durchmesser). Das Verfahren wurde eingesetzt, um hochohmige Nanokontakte in der Größenordnung eines Nanometers zu fertigen. Die RKM-Templates sind gut geeignet, um Quanteneigenschaften zu untersuchen - ein potenzieller Einsatz in Quantencomputern ist denkbar. Es wurden zwei optische Bauelementstrukturen in Bezug auf magnetoresistive Effekte in Sensoren zur Fahrzeugpositionsbestimmung untersucht, wobei sich Magnetwiderstand auf eine Änderung des elektrischen Widerstands in Gegenwart eines magnetischen Felds bezieht. Außerdem wurden viele auf Nanodrähten basierende mikrofluidische Bauelemente entwickelt und getestet, auch im Zusammenhang mit Molekularbiologie und Genetik. So widmete sich Nanotemplates insgesamt der Untersuchung und dem Testen eines breiten Spektrums von auf Grundlage von Nanotechnologie funktionierenden Bauelementen, die aus Nanotemplates oder nanostrukturierten Substraten entwickelt wurden. Die Tests trugen dazu bei, die zukünftige Arbeit an optimierten Bauelementen zum kommerziellen Einsatz einzugrenzen.
