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Am Montag, dem 21. Juni 2004 wurde im Kurhaus Wiesbaden die 7. Internationale Konferenz zu nanostrukturierten Materialien eröffnet. Für vier Tage trafen sich hier etwa 1100 Experten aus 48 Ländern zum Erfahrungsaustausch über aktuelle weltweite Entwicklungen und Anwendungen von Nanomaterialien. Mehr als die Hälfte der Teilnehmer kamen aus dem Ausland. Neben Deutschland kamen die stärksten Beteiligungen aus den USA, Rußland, Großbritannien, Japan, Frankreich und Polen.
Die diesjährige Konferenz stand unter der Schirmherrschaft des Bundesministeriums für Forschung und Technologie und wurde von der DECHEMA - Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie organisiert. Sie sei die mit Abstand größte dieser internationalen Reihe nach Vorgängerveranstaltungen in Orlando/USA, Sendai/Japan und Stockholm/Schweden, sagten die Konferenz-Chairmans, Prof. Horst Hahn von der Technischen Universität Darmstadt und Forschungszentrum Karlsruhe, und Prof. Rüdiger Bormann, GKSS Forschungszentrum Geesthacht und TU Hamburg-Harburg, zur Begrüßung des internationalen Fachpublikums.
Das Programm umfaßte mehr als 230 Vorträge, 450 Poster- und über 30 Ausstellerpräsentationen. Neben einer Vielzahl aktueller wissenschaftlicher Highlights wurde ein Schwerpunkt auf die Umsetzung in kommerziell nutzbare Produkte und Verfahren sowie auf den Dialog mit der Öffentlichkeit und den verantwortlichen - Umwelt und Gesundheitsaspekte berücksichtigenden - Umgang mit Nanomaterialien gelegt.
Nanotechnologie konsequent in Produkte umsetzen
Nur durch die intensive Kommunikation von Wissenschaft und Industrie in verschiedenen Fachrichtungen und Branchen sei das einmalige Potential dieser neuen Querschnittstechnologie im Sinne erfolgreicher wirtschaftlicher Anwendung nutzbar, sagte der hessische Wirtschaftsminister Dr. Alois Rhiel zur Eröffnung. Aus diesem Grunde unterstütze die hessische Landesregierung nachdrücklich die Nano 2004 und eine Reihe anderer Aktivitäten im Bereich der Nanotechnologie. „Die Nanotechnologie mit ihren vielversprechenden Einsatzmöglichkeiten und Wachstumspotentialen in unterschiedlichen Wirtschaftsbereichen wie zum Beispiel Chemie, Energie, Biotechnologie und Informationstechnologie wird zu den wesentlichen Grundlagen für eine langfristige Sicherung und Schaffung von Arbeitsplätzen in unserem Land gehören“, betonte er. Er freue sich besonders, daß dieses internationale Treffen in Wiesbaden stattfinde.
Nanotechnologie ist Schlüssel für eine innovative Technologieentwicklung
Forschungsministerin Edelgard Bulmahn, die leider nicht persönlich an der Eröffnung dieser wichtigen internationalen Konferenz teilnehmen konnte, ließ durch den im BMBF für neue Technologien zuständigen Vertreter, Ministerialdirigent Dr. Wolfgang Stöffler, die Botschaft überbringen, daß diese Konferenz am Standort Deutschland Zeichen setzen könne und daß die künftige Wettbewerbsfähigkeit wichtiger Industriebranchen zunehmend von der Erschließung des Nanokosmos abhänge. Deutschland habe durch gezielte Forschungsförderung inzwischen eine Spitzenposition in der Grundlagenforschung eingenommen. Diese Erkenntnisse müßten nun verstärkt in Innovationen umgesetzt werden. Die Nanotechnologie biete vielfältige Lösungsansätze für die Herausforderungen unserer Gesellschaft, von einem nachhaltigen Wirtschaften bis hin zu verbesserten und preiswerteren Möglichkeiten für Konsumgüter, für Humantherapie und Diagnostik.
Neue Förderschwerpunkte und Kompetenznetzwerke
Welchen Stellenwert das BMBF der Nanotechnologie einräumt, zeige nicht zuletzt die kürzlich bekannt gegebene Innovationsinitiative „Nanotechnologie erobert Märkte“. Sie ziele darauf ab, die in den einschlägigen Fachthemen geförderten Aspekte der Nanotechnologie zu einer nationalen Gesamtstrategie zu bündeln. Mehr als 120 Millionen Euro stehen in diesem und im kommenden Jahr allein für die Projektförderung jährlich zur Verfügung. Das BMBF habe seine Aufwendungen dafür seit 1998 mehr als vervierfacht. Deutschland nimmt in der Forschungsförderung hinter den USA und Japan mittlerweile den dritten Platz ein. Die Projektförderung wird zunächst auf vier Leitinnovationen fokussiert, die sich an den Wertschöpfungsketten der Automobilindustrie
(NanoMobil), der Optischen Industrie (NanoLux), der Pharma- und Medizintechnik (NanoforLife) sowie der Elektroniksparte (NanoFab) ausrichten. Zusätzlich wird 2005 eine neue BMBF-Fördermaßnahme (NanoChance) zur gezielten Unterstützung FuE-intensiver klein- und mittelständischer Unternehmen gestartet.
Exzellente Spitzenforscher aus Wissenschaft und Industrie zur Nano2004
Die Hochrangigkeit dieser Konferenz wurde durch renommierte Plenarvortragende und eingeladene Redner aus der ganzen Welt belegt. Beeindruckend zeigte Nobelpreisträger Professor Jean-Marie Lehn von der Universität Luis Pasteur in Strasbourg/F in seinem visionären Eröffnungsvortrag, wie Nanomaterialien mit spezifischen Eigenschaften gezielt aus Molekülen aufgebaut werden können. Erst die Verbindung der neuesten Erkenntnisse aus Chemie, Physik, Materialwissenschaft und Biologie habe es ermöglicht, diese Wege zu beschreiten. Es gehe jedoch nicht darum, immer kleiner und kleiner zu werden, sagte er. Ziel sei es, die Komplexizität zu erhöhen. Nanomaterialien können völlig neue optische, elektronische, magnetische und auch mechanische Eigenschaften aufweisen und bieten damit ein immenses Potential für neue Lösungsansätze in der Elektronik- und Optikindustrie oder auch in Bereichen der Energietechnik, Mobilität und Gesundheit.
Über neueste Erkenntnisse zur Nanomechanik von Werkstoffen, aber auch von biologischen Zellen berichtete Professor Subra Suresh vom Massachusetts Institut of Technology (MIT), Cambridge/USA, in seinem Plenarvortrag. „Mit Hilfe nanotechnologischer Methoden versprechen wir uns, das Eindringen von Erregern besser zu verstehen und so später Seuchen wie z.B. Malaria ausrotten zu können“, sagte er. Die größten Herausforderungen der Nanoforschung liegen für ihn an der Schnittstelle zwischen Biologie und Ingenieurwissenschaften.
Der Anspruch, die industrielle Nutzung der Nanotechnologie deutlich herauszustellen, wurde bereits am ersten Tag durch Plenarvorträge renommierter Vertreter der Firmen Carl Zeiss SMT AG, Degussa AG sowie des Speicherherstellers Seagate Technology (USA) herausgestellt. Welche Potentiale die Nanowelt für die Elektronikindustrie heute bereithält, konnte Dr. Hermann Gerlinger, von SMT Zeiss in Oberkochen, überzeugend darstellen. Dank der immer größeren Möglichkeiten zur Herstellung und Charakterisierung von Nanomaterialien können auf Wafern heute bereits Strukturen mit einer Präzision von 70 Nanometern hergestellt werden. Das sei eine Verbesserung um den Faktor 3250 in den letzten 30 Jahren, sagte er. Für die Elektronikindustrie, Speichermedien etc. bedeute dies eine Revolution. Während 1986 der Intel-Prozessor 486 mit 33 MHz bereits ein unglaublicher Fortschritt war, erreichte man im Jahre 2000 mit dem Pentium IV 1 bis 2 GHz, für 2010 peilt man 4 bis 10 GHz an. Möglich sei dies nur durch eine starke Technologieplattform und natürlich hohe Investitionen in Forschung und Entwicklung.
Nanotechnologie – ein Milliardenmarkt
Weltweit wurden in den Industrieländern im Jahre 2003 mehr als 3 Milliarden Euro für Forschung und Entwicklung im Bereich der Nanotechnologien ausgegeben. Der Weltmarkt für Nanomaterialien wird derzeit auf ca. 100 Milliarden Euro geschätzt. In den USA sind es derzeit etwa 400 Industrieunternehmen, die sich mit Nanotechnologie beschäftigen, in Europa 190, in Asien 87. Von 2001 bis 2002 stiegen die Venture Capital Aktivitäten im Bereich Nanoelektronik auf 251%, im Bereich Nanomaterialien auf 211% und im Bereich Nanobiotechnologie auf 311%.
„Die Zukunft der Nanotechnologie liegt nicht in der Herstellung von Materialien, sondern von Anwendersystemen“, erklärte Dr. Andreas Gutsch, Leiter der Degussa / Creavis Technologies&Innovation GmbH aus Marl, in seinem Plenarvortrag. „Wir werden Systeme anbieten, die den Menschen Lösungen für ihre täglichen Probleme bringen.“ Als Trends dieser Entwicklung nannte er mobile und preiswerte elektronische Systeme, z.B. „aktive“ BarCode Streifen zur automatischen Erkennung von Produkten, oder extrem billige Solarzellen, die eine weite Verbreitung im Hausbau, im Auto oder in tragbaren Geräten finden werden, sowie mobile Elektrizität durch weitaus bessere Speicherdichten in Batterien, die irgendwann kostengünstiger als der klassische Treibstoff und Verbrennungsmotoren sein werden. „Lithium-Ionen-Batterien, wie sie heute beispielsweise in jedem Handy genutzt werden, sind ohne Nanotechnologie nicht mehr denkbar. Wenn die Technologie noch weiter reift, sind Speicherdichten von bis zu 15 KWh/kg denkbar. Das ist mehr Energie, als ein Liter Benzin hat. Vielleicht ist irgendwann eine Batterie nicht nur billiger, sondern auch leichter als der klassische Treibstoff und der Verbrennungsmotor“, wagte Andreas Gutsch den Blick in die Zukunft. „Die gesamte Wertschöpfungskette von der Herstellung, Formulierung, Weiterverarbeitung bis hin zur Fertigung von Anwendersystemen möchten wir mit diesen neuen Technologien begleiten“, betonte er.
Dr. Werner Grünwald, ehemals Bosch AG, und jetzt u.a. als Berater bei der Europäischen Akademie zur Erforschung von Folgen wissenschaftlich-technischer Entwicklungen tätig, bekräftigte: „ Die Zukunft der Nanotechnologie liegt in Anwendungen der Biotechnologie, Elektronik und Medizin. Wir sollten allerdings vermeiden, die Erwartungen zu hoch zu schrauben und die hoch gesteckten Erwartungen nicht erfüllen zu können. So entsteht schnell eine Technologieverdrossenheit, die die Potentiale dieser faszinierenden Nanotechnologie vernichten könnte. Kurzfristig werden zahlreiche Anwendungen, wie zum Beispiel die selbstreinigenden Oberflächen möglich, aber hybride biologisch-nanotechnologische Systeme werden wohl noch einige Zeit auf sich warten lassen“.
nanoDE – Factors for Success
An die internationale Konferenz Nano 2004 gekoppelt war die BMBF-Fachtagung „nanoDE“, die vom VDI-Technologiezentrum GmbH organisiert wurde und hohes Interesse in der internationalen Fach-Community fand. Unter dem Label „NanoDE – Factors for Success“ widmete sie sich der Etablierung von regionalen Netzwerken, der kommerziellen Umsetzung von Ergebnissen aus den Nanowissenschaften in Produkte sowie innovativen Geschäftsmodellen für Start-ups. Breiten Raum nahm dabei auch die Diskusssion über den verantwortungsbewußten Umgang mit der neuen Technologie ein, u.a. zu Themenschwerpunkten, die toxikologische Aspekte, arbeitsmedizinische Fragen sowie Umweltaspekte explizit ansprechen.
Die Bundesrepublik Deutschland hat die Bedeutung der Nanowissenschaften frühzeitig erkannt und federführend in Europa bereits seit Beginn der 90er Jahre die ersten Förderprogramme aufgelegt, seit 1998 wurden Kompetenzzentren initiiert. Die Zahl der Unternehmen, die sich in Deutschland mit Nanotechnologie beschäftigen, bezifferte Volker Rieke als Vertreter des BMBF auf 400 bis 500, in den USA seien es rund 1000 Unternehmen. Die Visibilität dieser Unternehmen, auch im Bereich von Kapitalzuflüssen, sei jedoch in den USA deutlich höher als in Europa, bestätigte er. Hier bestehe eindeutig Nachholbedarf.
Nach Angaben von Dr. Renzo Tomellini, verantwortlich für Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Nanotechnologie in der EU, betrugen die öffentlichen Fördermittel für Nanotechnologien im Jahre 2003 in den USA etwa 770 Mio Euro, in Japan 810 Mio Euro, in Europa etwa 700 Mio Euro. Mit 250 Mio Euro lag Deutschland in Europa an der Spitze, gefolgt von Frankreich (180 Mio Euro), Großbritannien (130 Mio Euro), Italien (60 Mio Euro). Hinzu kommen jedoch noch zahlreiche andere Finanzierungsquellen.
In 2004 betrugen die Fördermittel in Deutschland in summa knapp 300 Mio Euro, davon kamen allein aus dem BMBF 123,8 Mio Euro (u.a. 32,7 Mio Euro für Nanomaterialien und Nanochemie, 26,2 Mio Euro für Nanooptik). Die Projektfördermittel des BMBF wurden von 1998 bis 2003 verdreifacht.
Expertenpodium diskutiert über Chancen und Risiken der Nanotechnologie
Immer wichtiger werde es heute, neue Technologiefelder frühzeitig der öffentlichen Kommunikation zu stellen, und neben den Chancen auch weitere mögliche ökonomische, ökologische, gesundheitliche und soziale Konsequenzen zu diskutieren, sagte Prof. Armin Grunwald vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des Forschungszentrums Karlsruhe. Für die Riskodebatte sei es essentiell, die Datenbasis weiter zu vergößern, aber vor allem die notwendige Diskussion zwischen Forschung, Öffentlickeit und Politik auf eine solide Basis zu stellen. „Die Vermischung zwischen Wissenschaft und Science Fiction, mit der die Nanotechnologie in einigen Publikationen dargestellt wird, ist für eine rationale Debatte kontraproduktiv. So werden nicht mögliche Konsequenzen in den Vordergrund gestellt, sondern mit den Ängsten der Menschen gespielt“.
Diesem Aspekt galt auch eine hochkarätig besetzte internationale Podiumsdiskussion, die von Ingo Baur, ZDF, moderiert wurde. Teilnehmer waren Prof. Mihail C. Roco von der National Science Foundation, USA, Prof. Wolfgang Heckl, vom Center für Nanoscience der Ludwig-Maximilians-Universität München, Dr. Renzo Tomellini, von der Europäischen Kommission, Prof. Alfred Nordmann, Wissenschaftsphilosoph, TU Darmstadt, Dr. Andreas Gutsch, Degussa AG / Creavis, als Industrievertreter und Dr. Douglas Parr, Nano-Experte bei Greenpeace / UK.
Wenn man mit neuen Erkenntnissen der Wissenschaft Neuland betritt, so gehöre die Abwägung von Chancen und Risiken grundsätzlich zu den Aufgaben von Wissenschaft und Industrie, darin waren sich die Teilnehmer einig. Jedoch dürfe man keine Riskodiskussionen für ein komplettes Technologiefeld führen, sondern an konkreten Beispielen und Produkten belegen, und die gelte es sorgfältig zu prüfen, sagte Gutsch.
Roco bekräftigte, daß es wichtig sei, bei einem neuen Wissenschaftsgebiet mit neuen Phänomenen auch neue Risiken frühzeitig zu adressieren und zu prüfen. Dazu bedarf es vor allem der internationalen Zusammenarbeit. „Wir müssen noch mehr über die Wirkungsweise und die Wege Nanopartikeln im Körper und in der Umwelt lernen“, sagte Tomellini. Aus diesem Grund unternimmt die Europäische Kommission im laufenden 6. Forschungsrahmenprogramm große Anstrengungen, um auch diese Aspekte mit geeigneten Projekten intensiver zu untersuchen.
Auch Douglas Parr von Greenpeace sieht in der Nanotechnologie keine generelle Bedrohung. Allerdings sieht er die Industrie in der Pflicht, weitere Untersuchungen insbesondere mit Nanopartikeln, die über die Lunge aufgenommen werden können, durchzuführen. Man habe zu wenig Studien und wisse nicht, was eigentlich passiert. Ein Fehler der Wissenschaftler und der Industrie sei es auch, daß sie nur über Technologien sprechen. Das gäbe Anlaß zur Skepsis, die Menschen wollen Kontrolle und Vertrauen. Er kritisierte auch, daß Wissenschaftler mit diesen Fragen der Öffentlichkeit häufig nicht umgehen können.
„Wir müssen mit mehr Optimismus an neue Technologien herangehen, ohne die möglichen Konsequenzen aus den Augen zu verlieren. Offene Kommunikation zwischen allen Beteiligten und insbesondere der Öffentlichkeit ist notwendig, Ängste müssen ernst genommen werden, aber wir müssen die positiven Auswirkungen aktiv darstellen“, begründete Dr.Ralf Anselmann von der Merck KGaA sein Engagement für diese Technologie. Im eigens zu diesen Fragestellungen gegründeten DECHEMA/VCI-Arbeitskreis „Responsible Production and Use of Nanomaterials“ arbeiten Vertreter der Industrie, Materialwissenschaftler, Umweltforscher, Mediziner, Toxikologen, Förderorganisationen und Arbeitsschutzbehörden zusammen und initiieren unabhängige wissenschaftliche Untersuchungen zur Risikoabschätzung von Materialien.
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