Natur und Technik > Nanokosmos

Nanokosmos bezeichnet in Anlehnung an den Begriff Mikrokosmos - für die mikroskopisch kleine Welt, die man durch ein Lichtmikroskop beobachtet - die nochmals tausendfach kleinere Welt der Zellen und Makromoleküle (Proteine, DNA), deren Abmessungen typischerweise im Bereich von Nanometern (millionstel Millimetern) liegen. Die Erzeugung künstlicher Systeme, die in diesem Größenbereich operieren, ist Gegenstand der Nanotechnologie...
Objekte mit Abmessungen, die kleiner sind als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts (400-800 nm) lassen sich aus grundsätzlichen physikalischen Gründen nicht mit dem Lichtmikroskop erfassen, sie sind also im Gegensatz zu dem Mikrokosmos "unsichtbar". Alle visuellen Repräsentationen, die von ihnen erzeugt werden können, sind im Prinzip Modelle und keine Abbildungen.

Als Lotuseffekt, auch Lotoseffekt, wird die geringe Benetzbarkeit einer Oberfläche bezeichnet, wie sie bei der Lotospflanze beobachtet werden kann. Wasser perlt in Tropfen ab und nimmt dabei auch alle Schmutzpartikel auf der Oberfläche mit. Verantwortlich dafür ist eine komplexe mikro- und nanoskopische Architektur der Oberfläche, die die Haftung von Schmutzpartikeln minimiert.
Auch andere Pflanzen, wie beispielsweise die Kapuzinerkresse (Tropaeolum), Schilfrohr (Phragmites), Weißkohl (Brassica oleracea convar. capitata var. alba), Wassersalat (Pistia stratiotes), Frauenmantel (Alchemilla) oder die Akelei (Aquilegia) zeigen, genauso wie manche Tiere (viele Insektenflügel), diesen Effekt.

Nanoröhren sind Röhren, deren Durchmesser kleiner ist als 100 Nanometer. Typischerweise beträgt er nur wenige Nanometer, und die inneren Röhren in mehrwandigen Nanotubes können bis zu 3 Ångström, das sind 0,3 Nanometer, dünn werden. Damit sind sie einige 1/10.000 so dünn wie ein menschliches Haar. Um von einer Röhre sprechen zu können, sollte die Länge den Durchmesser übersteigen; bei Kohlenstoffnanoröhren wurden bereits Längen von 20 Zentimetern erreicht. Typisch sind aber Längen von einigen Mikrometern.

Das Rasterkraftmikroskop, seltener... Atomkraftmikroskop, ist ein spezielles Rastersondenmikroskop. Es ist ein wichtiges Werkzeug in der Oberflächenchemie und dient zur mechanischen Abtastung von Oberflächen und der Messung atomarer Kräfte auf der Nanometerskala.
Während der Messung wird eine an einer Blattfeder - dem sogenannten Cantilever - befestigte nanoskopisch kleine Nadel zeilenweise in einem definierten Raster über die Oberfläche einer Probe geführt. Dieser Vorgang wird als Scannen bezeichnet. Durch die Oberflächenstruktur der Probe biegt sich dabei die Blattfeder positionsabhängig unterschiedlich weit. Diese Verbiegung bzw. Auslenkung der Spitze kann mit kapazitiven oder typischerweise optischen Sensoren gemessen werden und ist ein Maß für zwischen der Spitze und der Oberfläche wirkende atomare Kräfte.