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von Udo Pollmer
Die Nanotechnologie ist nicht etwa eine Technik, die zuvörderst neue Kosmetikversprechen ermöglicht oder atmungsaktive Slips. Ihre Folgen sind spektakulärer: Sie revolutioniert ganz allgemein die Art und Weise, wie wir Güter produzieren. Dabei sprengt sie unsere gewohnten Vorstellungen von „klein“. So wie Viren keine kleinen Bazillen sind, so sind technische Nanopartikel keine besonders feinen Stäube. Es sind trotz ihrer Winzigkeit komplex strukturierte Materialien, die eigenen Gesetzen folgen – Gesetzen, die in erster Linie von der Quantenphysik bestimmt werden.
Da auch viele Strukturen einer lebenden Zelle wie Ribosomen oder Zellmembranen definitionsgemäß Nanostrukturen sind, ist diese Wissenschaft zudem in mancher Hinsicht näher am Verständnis des Lebens und seinen biologischen Gesetzmäßigkeiten als die Gentechnik. Und schon formen Gentechnik, Computertechnik und Nanotechnologie neue Fachgebiete und Anwendungsfelder wie die synthetische Biologie, die Nanofactories oder das DNAComputing. In den Büros haben bereits Fabber („3-D-Drucker“) Einzug gehalten: Durch schichtweises Auftragen von Kunststoffpartikeln drucken sie Gegenstände aller Art – von Gartenzwergen für den Hausgebrauch bis hin zu komplexen Modellen für den Architekten. Nun wird daran gearbeitet, dieses Prinzip ganz allgemein zur Produktion von Waren zu nutzen. Am Ende sollen nach dem Vorbild des Personal Computers so genannte „Personal Nanofactories“ in jedem Haushalt nach Bedarf frische Designerwäsche, Solarbohrmaschinen oder Computer erzeugen.
Organspende aus dem Drucker
Indem er die Farbpatrone eines handelsüblichen piezoelektronischen Tintenstrahldruckers mit lebenden Zellen (also Nanopartikeln) füllte, versuchte Paul Calvert von der University of Massachusetts erstmals, in das Gebiet der Erzeugung künstlicher Organe vorzudringen. Zur allgemeinen Verblüffung gelang es ihm damit, die Zellen präzise anzuordnen. Das Ergebnis präsentierte letztes Jahr das Wissenschaftsmagazin Science – allerdings noch zweidimensional auf traditionellem Papier. Bis auf diesem Weg tatsächlich Spenderorgane erzeugt werden können, ist es freilich noch ein langer Weg. Aber die Tür ist offen. Nichts anderes gilt für den Versuch, Teile der DNA als Bauelemente für Nanomaschinen zu verwenden. Denn die DNA hat die Fähigkeit, sich selbst zu reproduzieren. Mittels Nanotechnologie soll sie
dazu genutzt werden, Moleküle in großen Stückzahlen zu fertigen. Damit würde man den Nanofactories ein beträchtliches Stück näher kommen.
Mit dem DNA-Computing sollen die Ähnlichkeiten, die mathematische Operationen und biologische Reaktionen haben, für Rechenprozesse genutzt werden, um die Leistung fast ins Unermessliche zu erhöhen. Die DNA stellt 1012-mal mehr Speicher zur Verfügung als Siliziumchips und erlaubt 1015-mal so viele Rechenoperationen pro Sekunde. Inzwischen ist es um das DNA-Computing etwas stiller geworden. Es sind wohl noch erhebliche Hürden zu überwinden, um die hochgesteckten Erwartungen erfüllen zu können. Als wichtigstes Einsatzgebiet des DNA-Computings wird nun die Kryptographie genannt. Damit unterliegt dieser Forschungszweig allerdings auch militärischer Geheimhaltung.
Nano als Waffe
Längst haben die Militärs dieser Welt ein begehrliches Auge auf „Nano“ geworfen. Dieser Technikbaukasten wird die Kriegführung nachhaltig verändern. Nicht nur, weil sich mit Nanosensoren B- und C-Waffen aufspüren lassen oder weil spezielle Kampfanzüge „geschneidert“ werden können, die die Muskelkraft des Soldaten erhöhen. Es gibt in der Tat bereits elektroaktive Polymere, die – ähnlich wie menschliche Muskeln – Bewegungen ausführen können und dabei eine erstaunliche Kraft an den Tag legen. Ein Spezialanzug würde dann aus einem müden Infanteristen einen Supermann machen. Viel wichtiger ist die Entwicklung von Nanowaffen – nennen wir sie N-Waffen. Ein populäres Beispiel sind kleine, unbemannte, bewaffnete Vehikel, die von Fabbern in großen Stückzahlen gedruckt werden. Der Phantasie sind hier kaum noch Grenzen gesetzt. Schon unter den bestehenden Waffensystemen dürfte es keins geben, das nicht durch Nano effektiver würde.
Es ist zwar unwahrscheinlich, dass durch Nanocomputing und elektroaktive Polymere Mensch und Motor auf dem Schlachtfeld überflüssig werden, aber wenn Soldaten ersetzt werden können, dann würde alsbald auch die arbeitende Zivilbevölkerung überflüssig. Doch bevor die Nanotechnik Industrien umkrempelt oder Schlachten entscheidet, wird die notwendige Kenntnis der physikalischen Gesetze in gleicher Weise auch die Denkmuster der nächsten Generation verändern, die mit Nano aufwachsen wird. Das moderne „virtuelle“ Weltbild der Jüngeren, das von Hardware und Software, von Bits und Bytes geprägt ist, wird bald Zeichen eines „überholten“ Denkens sein. So wird die Nanotechnologie auch die Art und Weise, wie unsere Naturwissenschaften die „feinstoffliche“ Welt sehen und interpretieren, von Grund auf erneuern.
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