Nano­wissen­schaften

Nanotechnologie ist der Sammelbegriff für eine breite Palette von Technologien, die sich auf unterschiedlichste Weise mit der Analyse und Bearbeitung von Materialien beschäftigen, denen eines gemeinsam ist: Ihre Größendimension beträgt ein bis einhundert Nanometer. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter (ein menschliches Haar ist damit mehrere 10.000 Nanometer dick). Dies ist ein Grenzbereich, in dem quantenphysikalische Effekte eine wichtige Rolle spielen.

Sehr vereinfacht ausgedrückt: Die Nanotechnologie nutzt aus, dass Materialien und Strukturen allein aufgrund der geringen Größe einzelner Bestandteile zu neuen oder verbesserten Produkteigenschaften führen können. Somit ist man in der Lage, aus den Bausteinen der Natur – Atomen und Molekülen – neue Produkte mit maßgeschneiderten Eigenschaften aufzubauen. Beispiele dafür sind eine deutlich höhere Härte und Bruchfestigkeit von Materialien oder die selbstreinigenden Eigenschaften von Oberflächen.

Die Nanotechnologie ist eine Querschnittstechnologie. Das bedeutet, dass verschiedene Wissenschaftsbereiche wie Chemie, Werkstoffwissenschaften, Physik, Biologie, Medizin und Informatik daran beteiligt sind, Nanostrukturen zu erschließen. Ihre Erkenntnisse sind für eine große Zahl von Wissenschafts- und Technologiefeldern relevant.

Das Studium kann eine eher ingenieur- und materialwissenschaftliche Komponente besitzen oder den Schwerpunkt auf die physikalische Ausbildung legen. Im Bachelorstudium werden Kenntnisse in Mathematik, experimenteller und theoretischer Physik, Chemie, in den Ingenieurwissenschaften und der Nanotechnologie vermittelt.

In ingenieur- und materialwissenschaftlichen Modulen haben die Studierenden spätestens im Masterstudium die Möglichkeit, tiefergehende Kenntnisse in einer ausgewählten Anwendungsrichtung (z.B. Energietechnik, Elektronik, Nanophysik) oder in einem Technologiefeld (z.B. Materialwissenschaften, Nanostrukturwissenschaften, Bauelemente) zu erlangen.

Praktika, Laboreinsätze und Fachexkursionen schlagen die Brücke zwischen theoretischen Kenntnissen und industrieller Anwendung.

Je nach Hochschule ist ein mehrwöchiges Vorpraktikum vor Aufnahme des Studiums und/oder ein studienintegriertes zehn- bis zwölfwöchiges Industriepraktikum Pflicht. Wichtige Schulfächer sind Mathematik. Physik, Chemie, Informatik und Englisch.

Studiengänge in diesem Feld werden vor allem an Universitäten, nur vereinzelt an Hochschulen für angewandte Wissenschaften angeboten. Die Studiengänge tragen Namen wie „Nanoscience“, „Nanotechnologie“ oder „Nanowissenschaften“.