Nanomaschinen

Der Begriff Nanomaschine gilt in der Literatur als Synonym für Nanoroboter. Generell ist eine Nanomaschine aber nicht autark und kann auch Teil eines größeren Systems sein. Nanomaschinen sind noch in der Forschungsphase und in den Labors bestehen erst einzelne funktions-fähige Komponenten von Nanomaschinen.

Unter Nanomaschinen, auch als Nanobots oder Nanoroboter benannt, versteht man autonome Kleinstmaschinen als eine der Entwicklungsrichtungen der Nanotechnologie. Die Nanomaschinen sollen in nicht ferner Zukunft die Größe von Blutkörperchen haben und sich fortbewegen können. Solchen Nanomaschinen wird eine große Zukunft in der Medizin vorausgesagt, aber auch in der Computerindustrie, Umwelttechnik, Biotechnologie. Ausgenommen der Fortbewegung sollen sie sich wie Zellen selbst ausrichten, vervielfältigen und an ihre Umgebung anpassen können. Zurzeit befindet man sich in dem Stadium, dass man winzige Erbgut-Bauklötzchen aus DNA mit Nanomaschinen herstellen kann. Auch soll bereits eine Art Auto hergestellt worden sein, das nur wenige Atome groß ist- ebenfalls hergestellt durch Nanomaschinen.

Die heutigen Nanomaschinen sind selbsttätig, d.h. Nanomaschinen suchen im Organismus selbstständig nach Krankheitsherden wie z.B. Krebszellen und können diese auch beseitigen. Weitere Nanomaschinen, die in der Medizin nützlich sind, sind lange, dünne und faserförmige Nanomaschinen, die zwischen den Körperzellen und/oder Blutgefäßen verlaufen. Nanomaschinen ermöglichen damit die Zuführung von Energie, Informationen und Material ohne operativen Eingriff. Der Patient wird durch die Hilfe von Nanomaschinen nicht unnötig strapaziert. Diese Anwendung der Nanomaschinen ist eine direkte Fortentwicklung der minimal-invasiven Chirurgie. Frei schwimmende Nanomaschinen müssen nicht mehr positioniert und gesteuert werden, da sie selbstständig erkennen und arbeiten.

Nanomaschinen kommen zum Einsatz in folgenden Bereichen:

- in der Medizin (Krebsbeseitigung, Nachbau von Knochen und Organen und Körperteilen)
- in der Produktion (Müll als Rohstoff)
- Computernetzwerk und Überwachung (durch "intelligenten Staub" bzw. Nanomaschinen in der Luft)
- im Militär (Nanomaschinen als Waffen, zur Spionage)
- in der Weltraumforschung (Nanomaschinen können mit Beschleunigern von Teilchen und Gaußkanonen im Vakuum aus der Erdumlaufbahn gestartet werden; Nanomaschinen können auch unter Lichtdruck als Antrieb genutzt werden)
- Außerdem sind Nanomaschinen in der Lage, die Leistungsfähigkeit eines Menschen zu steigern
- Die Psyche eines Menschen kann durch Nanomaschinen kontrolliert und überwacht werden
- Nanomaschinen sind dazu fähig Menschen durch bestimmte genetische Codes umzubringen oder die Heilkräfte des Körpers um ein Vielfaches zu steigern

Mittlerweile existieren auch Romane über Nanomaschinen. Ein berühmtes Romanprojekt ist das von "Professor Allman". Dort bauen Nanomaschinen fehlende Gliedmaßen auf.

Befürchtet wird jedoch, dass sich Nanomaschinen vermehren können, wie etwa Bakterien und irgendwann außer Kontrolle geraten und damit unabsehbaren Schaden anrichten können. Bekannt war bislang, dass man Nanomaschinen nicht beliebig klein bauen konnte, da sie ansonsten verklebten. Dabei berief man sich stets auf die Quantentheorie. Physiker aus Deutschland haben nun ein Gegenmittel gefunden, um dies zu verhindern. Das Limit der Nanotechnologie in Bezug auf die Größe von Nanomaschinen könnte damit weiter nach unten gedrückt werden.

Das Ganze ging vom Casimir-Effekt aus: die Theorie besagt, dass das Vakuum im leeren Raum gar nicht wirklich leer ist, sondern Vakuumenergie in sich trägt. Diese Energie ist in ständiger Bewegung. Das liegt daran, dass sich Teilchen-Antiteilchen-Paare bilden, die fortwährend verschwinden. Diese Schwankungen bis zu 600 Femtonewton wurden das erste Mal bis in die Größenordnung von Christopher Hertlein gemessen. Der Doktorand und seine Kollegen nutzten für die Messung und den Nachweis eine Mischung aus Wasser und einer Substanz namens 2,6- Lutidin.

In diese Flüssigkeit legten die Physiker eine Glasplatte wie auch eine Polystryolkugel von etwa einem Mikrometer Durchmesser. Im darauf folgenden Schritt erwärmten sie das Gemisch bis zu 34 Grad (kritischer Punkt). Kurz vor diesem Punkt entmischen sich beide Substanzen. Beide nun entstandenen Areale werden größer. Ein Zwischenraum zwischen Platte und Kugel entsteht mit beschränktem Volumen, so dass das Kräfteverhältnis nach innen und nach außen sich nicht verändert. Die Kugel fängt an sich zu bewegen. Der Unterschied dabei zum Casimir-Effekt ist, dass es nun davon abhängt welches Material benutzt wurde, ob die Kraft anziehend oder abstoßend wirkt. Damit könnte man den Effekt, dass Nanomaschinen ab einer Größe verkleben wieder rückgängig machen, so dass das untere Größenlimit aufgehoben wäre.