Nanomaterialien

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Gewöhnlich nutzt man Skalenansätze in der Miniaturisierung von Bauteilen, d.h. man vertraut darauf, dass die Physik, die in großen Systemen vorliegt, sich im Kleinen fortsetzt. Unterschreiten jedoch die Dimensionen eines Bauteils oder einer Struktureinheit eines Materials eine gewisse intrinsische Größe (beispielsweise die de-Broglie-Wellenlänge der Leitungselektronen), dann kann das Material völlig neue Eigenschaften aufweisen. Die Hoffnungen, die häufig in die Nanotechnologie gesetzt werden, beruhen darauf, dass diese Eigenschaften durch die Systemgröße gesteuert werden können. Hierbei sind theoretische Vorhersagen besonders wertvoll, da sie dazu beitragen, die teuren experimentellen Versuchs-Irrtums-Schleifen auf ein Minimum zu begrenzen. Die Anwendungen reichen von der Verstärkung von Leichtmetallen mit Kohlenstoffnanoröhrchen, über das Design von Nanokatalysatoren bis hin zum elektronischen Transport in Nanosystemen.