Inhalt
- Was ist Nanotechnologie?
- Nanotech im IT-Bereich
- Große Zukunft
- Keine Bugs, kein Stress - Ihre schrittweise Anleitung zur Erstellung lebensverändernder Software, ohne Ihr Leben zu zerstören
Quelle: Demango23 / Dreamstime
Wegbringen:
Wenn Sie sich über Nanotechnologie gewundert haben, wird die Realität besser als Fiktion.
Die Nanotechnologie hat für nicht wenige Menschen einen von Natur aus bedrohlichen Ton. Immerhin werden begeisterte Science-Fiction-Leser den außer Kontrolle geratenen Nanoschwarm in Michael Crichtons Bestseller-2002-Roman "Prey" nicht so schnell vergessen. Aber mehr als ein Jahrzehnt später ist Nanotechnologie in Forschungslabors auf der ganzen Welt immer noch ein heißes Thema, und es scheint nicht mehr ganz so gefährlich oder beinahe so esoterisch wie früher. Die Nanotechnologieforschung wird heutzutage in vielen verschiedenen Bereichen betrieben, von der Herstellung bis zum Gesundheitswesen, und spielt eine Rolle in vielen verschiedenen Bereichen des Ingenieurwesens. Aber wie viele Schlagworte kennen auch viele Menschen die Nanotechnologie, ohne zu wissen, was sie wirklich bedeutet oder wie sich Fortschritte in der Nanotechnologie auf den Rest des 21. Jahrhunderts auswirken werden. Werfen wir einen Blick auf die großen Fortschritte, die diese kleine Technologie in der IT-Welt macht.
Was ist Nanotechnologie?
Einer der ersten Schritte zum Verständnis dieser Art von Wissenschaft besteht darin, herauszufinden, welche Größenordnung die Nanotechnologie anspricht. Hierfür gibt es zwei Hauptmethoden - die erste und die technischere Methode ist etwas einfacher - ein Nanometer als grundlegende Größeneinheit ist ein Milliardstel eines Meters. Mit anderen Worten, dividieren Sie die Größe des Kopfes einer Nadel durch ungefähr eine Million, und Sie erhalten einen Nanometer.
Nanotechnologie ist also im Wesentlichen Design auf atomarer Ebene. Oder fast. Während die atomare Skala etwas kleiner als die nanotechnologische Skala ist, gibt es eine große Ähnlichkeit zwischen den Größen von Nanomaterialien und denen natürlich vorkommender Moleküle. Wenn Sie darüber nachdenken, wie Atome zusammenkommen, um etwas im Makromaßstab zu erzeugen, ist es außerdem sehr sinnvoll zu erklären, wie moderne Industrien mikroskopische Konstruktionen verwenden, um Produkte herzustellen und die Forschung voranzutreiben.
Nanotech im IT-Bereich
Was bringt es also, etwas so winzig zu machen? Die Antwort lautet: Wenn Sie auf die winzigen Bausteine von irgendetwas kommen, können Sie stärkere oder haltbarere Materialien, eine bessere Abschirmung oder Beschichtung oder andere Arten von Verbesserungen entwickeln. Dies bedeutet große Veränderungen bei allen Arten der Herstellung, einschließlich Lebensmitteln, Kosmetika, Bekleidungsgeräten, Gesundheitspflege und natürlich Elektronik. Das ist der Grund, warum kein Bereich der Wissenschaft von Nanotechnologie-Entdeckungen stärker betroffen ist als der IT-Bereich, in dem das Nanodesign die Standards für Prozessoren und Geräte rasch erneuert.
Caroline Ross ist stellvertretende Leiterin des Departements Materialwissenschaft und Werkstofftechnik am MIT. Ein Großteil ihrer Arbeit befasst sich mit verschiedenen neuen Möglichkeiten zur Erstellung kleinerer Hardware, mit denen Nanotechnologie Verbesserungen sowohl bei der Datenspeicherung als auch bei logischen Anwendungen vorantreiben kann.Das größte Potenzial von nanotechs liege in der "Erweiterung der Skalierung und Funktionalität" von Geräten.
Ross beschreibt, wie Nanotechnologie in der Montage eingesetzt wird, und bezieht sich dabei auf mikroelektronische Bauelemente, die im Wesentlichen im Nanomaßstab aufgebaut sind. Einige Beispiele? Ross erklärt, dass die Kanallänge von Transistoren in Mikroprozessoren typischerweise 20–30 Nanometer beträgt und die dichtesten Strukturen in Speicherchips einen ähnlichen Abstand voneinander aufweisen, während die Dicken verschiedener Materialschichten auch im Nanomaßstab gemessen werden. Dies gibt einen sehr klaren Überblick darüber, wie erstaunlich klein diese Systeme sind - und was erreicht werden könnte, wenn man sie noch kleiner macht.
Diese Speicher und Mikroprozessoren werden unter Verwendung der Nanolithographie hergestellt, die die Formen und Strukturen bildet, die zur Herstellung nanoskaliger Bauelemente erforderlich sind. Mit diesem Verfahren können Ingenieure Muster auf einem Substrat anordnen, um Halbleiterbauelemente für Datenspeicherung, Logik, Sensoren und andere Funktionen zu erstellen. Eine übliche Methode, die als optische Lithographie bezeichnet wird, ist nach Ansicht von Ross der Industriestandard, sie ist jedoch nur für einen Maßstab von etwa 25 Nanometern und mehr wirksam. Kleinere Nanolithographien können mit einem als Elektronenstrahllithographie bezeichneten Verfahren durchgeführt werden. Ross charakterisiert dieses Verfahren jedoch als langsam und relativ teuer. Stattdessen befasst sich Ross mit der Selbstorganisation von nanoskaligen Polymermaterialien, von denen sie sagte, dass sie im Bereich von 10 Nanometern wirksam sein und möglicherweise die beste neue Methode für die Entwicklung dieser winzigen Bauelemente darstellen könnten.
Große Zukunft
Zwar ist klar, dass Nanotechnologieanwendungen ein großes Potenzial für den IT-Bereich und darüber hinaus haben, die Sicherheit dieser Ansätze ist jedoch noch in der Luft. Viele Experten sind der Ansicht, dass Nanotechnologie ein sicherer und kontrollierbarer Weg für Innovationen ist. Berichte zeigen jedoch, dass die FDA Behauptungen in Betracht zieht, dass Nanotechnologie in einigen Konsumgütern eine ernsthafte Gefahr für die Gesundheit darstellen könnte.
Keine Bugs, kein Stress - Ihre schrittweise Anleitung zur Erstellung lebensverändernder Software, ohne Ihr Leben zu zerstören
Sie können Ihre Programmierkenntnisse nicht verbessern, wenn sich niemand um die Softwarequalität kümmert.
Letztendlich zeigt der heutige Einsatz der Nanotechnologie, dass Wissenschaftler zwar weiterhin nach möglichen Ergebnissen forschen, wir jedoch viel mehr über diese Art von Wissenschaft wissen als noch vor 10 Jahren.
Und denken Sie daran: Die Welt war einst stark von der unsichtbaren Kraft der Elektrizität erschrocken. Wir haben uns seitdem daran gewöhnt, alles um uns herum zu haben - und sogar in uns. Gleiches gilt wahrscheinlich auch für die Nanotechnologie. Die Tatsache, dass es so klein ist, ist der Grund, warum es uns betrifft, aber es ist auch das, was es so großes Potenzial gibt.