Eine Einführung in die Konzepte der Nanowissenschaft
Buch, Deutsch, 368 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 244 mm, Gewicht: 936 g
ISBN: 978-3-527-41336-2
Verlag: WILEY-VCH
Noch hat das Motto "Alles muss kleiner werden" nicht an Faszination verloren. Physikern, Ingenieuren und Medizinern erschließt sich mit der Nanotechnologie eine neue Welt mit faszinierenden Anwendungen. E.L. Wolf, Physik-Professor in Brooklyn, N.Y., schrieb das erste einführende Lehrbuch zu diesem Thema, in dem er die physikalischen Grundlagen ebenso wie die Anwendungsmöglichkeiten der Nanotechnologie diskutiert. Mittlerweile ist es in der 3. Auflage erschienen und liegt jetzt endlich auch auf Deutsch vor.
Dieses Lehrbuch bietet eine einzigartige, in sich geschlossene Einführung in die physikalischen Grundlagen und Konzepte der Nanowissenschaften sowie Anwendungen von Nanosystemen. Das Themenspektrum reicht von Nanosystemen über Quanteneffekte und sich selbst organisierende Strukturen bis hin zu Rastersondenmethoden. Besonders die Vorstellung von Nanomaschinen für medizinische Anwendungen ist faszinierend, wenn auch bislang noch nicht praktisch umgesetzt.
Der dritten Auflage, auf der diese Übersetzung beruht, wurde ein neuer Abschnitt über Graphen zugefügt. Die Diskussion möglicher Anwendungen in der Energietechnik, Nanoelektronik und Medizin wurde auf neuesten Stand gebracht und wieder aktuelle Beispiele herangezogen, um wichtige Konzepte und Forschungsinstrumente zu illustrieren.
Der Autor führt mit diesem Lehrbuch Studenten der Physik, Chemie sowie Ingenieurwissenschaften von den Grundlagen bis auf den Stand der aktuellen Forschung. Die leicht zu lesende Einführung in dieses faszinierende Forschungsgebie ist geeignet für fortgeschrittene Bachelor- und Masterstudenten mit Vorkenntnissen in Physik und Chemie.
"Zusammenfassend ist festzustellen, dass Edward L. Wolf trotz der reichlich vorhandenen Literatur zur Nanotechnologie ein individuell gestaltetes einführendes Lehrbuch gelungen ist. Es eignet sich - nicht zuletzt dank der enthaltenen Übungsaufgaben - bestens zur Vorlesungsbegleitung für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie auch spezieller nanotechnologisch orientierter Studiengänge."
Physik Journal
".eine sehr kompakte, lesenswerte und gut verständliche Einführung in die Quantenmechanik sowie ihre Auswirkungen auf die Materialwissenschaften."
Chemie Ingenieur Technik
Weitere Infos & Material
1 Einführung
2 Die Systematik der Minituarisierunge
3 Was sind die Grenzen der Minituarisierung?
4 Die Quantennatur der Nanowelt
5 Konsequenzen für die Makrowelt
6 Selbsorganisierende Nanostrukturen in der Natur und in der Industrie
7 Experimentelle Ansätze zur Herstellung von Nanostrukturen
8 Magnetismus, Elektronenspin und Supraleitung als Grundlage für moderne Quantentechnologien
9 Nanoelektronik mit Silizium und neuen organischen Materialien
10 Ein Blick in die Zukunft
Vorwort XV
Vorwort zur ersten Auflage XIX
Abkürzungsverzeichnis XXI
1 Einleitung 1
1.1 Nanometer, Mikrometer, Millimeter 3
1.2 Das mooresche Gesetz 8
1.3 Esakis Quantentunneldiode 10
1.4 Quantenpunkte in zahlreichen Farben 11
1.5 GMR and TRM10–1000Gb Leseköpfe für Festplatten 13
1.6 Beschleunigungssensoren in Ihrem Auto 15
1.7 Nanoporöse Filter 17
1.8 Bauelemente im Nanometermaßstab auf der Basis herkömmlicher Technologien 17
Literatur 18
2 Systematik zumVerkleinern von Objekten 19
2.1 Mechanische Frequenzen vergrößern sich in kleinen Systemen 19
2.2 Veranschaulichung von Skalierungsbeziehungen durch einen einfachen harmonischen Oszillator 23
2.3 Veranschaulichung von Skalierungsbeziehungen durch einfache Schaltelemente 24
2.4 Thermische Zeitkonstanten und Temperaturdifferenzen nehmen ab 25
2.5 Viskose Kräfte dominieren bei kleinen Partikeln in Flüssigkeiten 25
2.6 Reibungsbedingte Kräfte können in symmetrischen Systemen molekularer Skalierung wegfallen 27
Literatur 30
3 Was begrenzt die Verkleinerung? 31
3.1 Die Teilchennatur (Quantennatur) derMaterie: Photonen, Elektronen, Atome, Moleküle 31
3.2 Biologische Beispiele von Nanomotoren und Nanoelementen 33
3.2.1 Lineare Federmotoren 33
3.2.2 Lineare Motoren auf Schienen 35
3.2.3 Sich drehendeMotoren 36
3.2.4 Ionenkanäle sind die Nanotransistoren der Biologie 41
3.3 Wie klein kann man es machen? 43
3.3.1 Mit welchenMethoden kann man Körper kleiner machen? 44
3.3.2 Wie kann man sehen, was man herstellen möchte? 45
3.3.3 Wie kann man Verbindungen mit der äußerenWelt herstellen? 47
3.3.4 Wenn man etwas weder sehen noch verbinden kann: Kann man erreichen, dass es selbstorganisierend ist und selbstständig
arbeitet? 47
3.3.5 Methoden zum Zusammenfügen von kleinen dreidimensionalen Körpern 48
3.3.6 Die Selbstmontage von Strukturen mit
