Allgemeine Bedeutung der Nanotechnologien
Materialien mit funktionalen Strukturen im tiefen Nanometerbereich (< 100 nm) weisen häufig völlig neuartige physikalische bzw. chemische Eigenschaften auf. Damit lassen sich neue Funktionsmaterialien entwickeln, wie sie auf mikro- oder gar makroskopischer Skala nicht existieren. Beispiele hierfür sind die Farb- und Benetzungseigenschaften nanostrukturierter Oberflächen (Lotuseffekt), optische Metamaterialien mit sog. lefthand-Eigenschaften, mesoskopische elektronische Effekte in nanoskaligen Festkörpern, optisch-plasmonische Resonanzen in metallischen Nanostrukturen oder lichtemittierendes nanoporöses Silizium. So vielfältig die nanobasierten Phänomene in Physik, Chemie und Biologie sind (und ständig werden weitere "Nano-Effekte" entdeckt), so breit gefächert sind die darauf aufbauenden Systemlösungen mit ihren qualitativ vollkommen neuen technischen Konzepten. Von daher wird deutlich, dass nanostrukturelle Materialien das Tor zu bisher ungeahnten und heute noch bei weitem nicht absehbaren Anwendungs- und Einsatzmöglichkeiten in zahlreichen Branchen öffnen.
Auf der anderen Seite spiegelt sich die Vielfalt nanofunktionaler Materialien auch in dem breiten Spektrum an Technologien zur Herstellung der Nanostrukturen wider. Der Begriff "Nanotechnologien" umfasst daher sowohl Techniken zur gezielten Erzeugung intrinsischer nanoskaliger Strukturen während der Materialherstellung als auch Technologien zur nachträglichen Aufprägung von Nanostrukturen im Volumen bzw. auf der Oberfläche von Materialien. Erwähnt seien nur die definierte Erzeugung nanodimensionaler Strukturzustände sowie nanolokaler Dotierungs- oder Defektzentren in Festkörpern, die Herstellung von Nanopartikeln mit vorgegebenen geometrischen und chemischen Parametern oder die Generierung planarer Nanostrukturen. Die Nanotechnologien sind somit in doppelter Weise – von der Strukturerzeugung ebenso wie von den technischen Einsatzfeldern her – eine wichtige Querschnittstechnologie, welche inzwischen eine Vielzahl von Disziplinen der modernen Naturwissenschaften und der Technik erfasst hat und als prägende Schlüsseltechnologie den technischen Fortschritt in Zukunft maßgeblich bestimmen wird.