Kleinstes Werkstück der Welt geschmiedet

[intravenoes]

Forscher schmieden Nanoblock

KANTENLÄNGE 0,0001 MILLIMETER

Das wohl kleinste Werkstück der Welt haben Wissenschaftler der TU Braunschweig geschmiedet. Zum Umformen des 100 Nanometer kleinen Metallstücks nutzten sie Mini-Hammer und Mini-Amboss. Mit der Technik könnten in Zukunft kleine Fräsen produziert werden, die Arterien freilegen.

Ein Sandkorn ist etwa einen halben Millimeter groß. Das Stück Metall, das Wissenschaftler der Technischen Universität Braunschweig geschmiedet haben, ist um den Faktor 1000 kleiner. "Unseres Wissens ist es das kleinste Werkteil der Welt", sagte Debashis Mukherji im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. In ein Sandkorn würden eine Milliarde solche Mini-Teile hineinpassen. Gemeinsam mit seinen Kollegen Joachim Rösler und Jana Schloesser hatte Mukherji den Nanoblock bearbeitet - wie in einer richtigen Schmiede. Allerdings mussten auch Hammer und Amboss mikroskopisch klein sein.

Nanoschmiede: Der Metallblock wird mit einer Wolframspitze auf den Amboss gelegt. Oben ist der Mini-Hammer zu sehen
Der bearbeitete Nanoblock besteht aus einer Nickelverbindung und war anfangs 500 Nanometer groß. Mit einer Wolframspitze legten ihn die Wissenschaftler auf dem Amboss ab - eine Siliziumplatte. Dann begannen sie, den Block mit einem Mini-Hammer zu bearbeiten - all dies geschah unter einem Rasterelektronenmikroskop. Durch das Hämmern sei der Nanoblock auf eine Größe von 100 Nanometern umgeschmiedet worden, berichten die Forscher im Fachblatt "Nanotechnology" (Bd. 18, 2007).

"Wir befinden uns bei der Bearbeitung noch im Mittelalter des Freihandschmiedens", sagte Rösler, Professor am Institut für Werkstoffkunde. "Zurzeit können nur einfache Formen geschmiedet werden, aber das Entwicklungspotential ist enorm."

Um auch komplexere geometrische Formen herstellen zu können, wollen die Forscher den Nanoblöcken künftig mit Formwerkzeugen zu Leibe rücken. Die Siliziumplatten sollen dazu mit Ionenstrahlen konstruriert werden, so dass Werkstücke geformt werden. "Unser Ziel ist es, nanogroße, hochkomplexe Bauteile für Werkzeuge und Maschinen in Mikrogröße herzustellen", sagte Rösler. Dies sei eine Herausforderung für die nächsten Jahrzehnte.

Als mögliches Ziel nannte der Forscher extrem kleine Zahnräder für die Medizintechnik. "Wenn die Technik des Nanoschmiedens im 21. Jahrhundert angelangt ist, könnten unter anderem Fräsen für verkalkte Arterien hergestellt werden oder Nanoroboter, die in Arterien aufräumen und verschiedene Arbeiten im Körper verrichten", erklärte Rösler.

Nanoschmiede: Der Metallblock wird mit einer Wolframspitze auf den Amboss gelegt. Oben ist der Mini-Hammer zu sehen

Quelle: Spiegel Online

Mal sehen wann das erste Nano-Messerchen geschmiedet wird.

 

[M.Schmid]

Hast du dazu genauere Informationen?
Mich würde mal interessieren wie das Teil an der Wolframspitze haftet. Also ob man es absetzen kann oder abstreifen muss, das is mit so piezostables und piezos (wurden nehm ich mal an benutzt) nämlich glaub ich ne ganz schöne Fummelarbeit

Gruß Max

 

[Klaus1602]

Um auch komplexere geometrische Formen herstellen zu können, wollen die Forscher den Nanoblöcken künftig mit Formwerkzeugen zu Leibe rücken.

Konventionelle Gesenkschmiedestücke aus Stahl erzielen heutezutage Marktpreise so zwischen 1,50 - 2,00€/kg.
Wo liegen die Kilopreise von diesen Teilen ?

Klaus

 

[Usagi Y.]

Na das Teil wird aber sicher nicht gut in der Hand liegen.

Gruss
Usagi Y.

 

[intravenoes]

In den Fachzeitschriften steht auch immer nur fast der gleiche Artikel drin, mehr Infos hab ich bis jetzt noch nicht finden können, nur die Seite von der TU-Braunschweig, da ist aber auch nicht mehr zu erfahren. Hab lediglich noch ein anderes Bild gefunden, da erkennt man aber nicht so viel.
Hier die Seite der TU-Braunschweig: http://www.ifw.tu-bs.de

 

[gast05052009]

Hatten wir letztes Jahr schon mal.
Guggst Du --> Hier

 

[intravenoes]

...oh, schade, dachte es wäre noch nicht gepostet worden, hatte vorher extra die SuFu genutzt, aber nix gefunden.

 

[Klaus1602]

Ich habe mal versucht, mir meine Frage von heute Morgen selber zu beantworten.

Wo liegen die Kilopreise von diesen Teilen ?

Also nehme ich einfach mal an, dass das noch zu entwickelnde Nanoschmiedeaggregat pro Sekunde 2 Teile schmiedet. (Eine heutige Hatebur-Schmiedemaschine macht auch so ca. 1-2 St./sec.)
Nehme ich weiter an, dass rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr das Aggregat produziert, dann hätte es am 31.12. ein Teilevolumen von 63.000 µm³ gefertigt. Das entspricht einem Würfel mit einer Kantenlänge von 0,04mm.
Für das Volumen von einem dm³ (also einem Liter) würde die Maschine 15,9 Milliarden Jahre (1,59E+10) brauchen. Wie lange ist eigentlich der Urknall her ?

So jetzt zu dem Kilopreis. Um das Nanoschmiedeaggregat 3-schichtig zu bedienen/beaufsichtigen braucht man also 3 Mann. Das wären ca. 150.000 € Personalkosten im Jahr. Hinzu käme noch der Maschinenstundensatz von sagen wir mal 200€/Stunde. Macht in Summe pro Jahr so ca.1,9 Mio. Euro.
Das mal die 15,9 Milliarden Jahre macht 3E+16 Euro (30.156.012.176.560.100 €) für einen dm³ (Liter).

Habe ich mich da verrechnet ? Das kann doch nicht wahr sein !

 

[NairolfEsaah]

Du gehst aber davon aus, dass der Werkstoff lediglich die Dichte von Wasser hätte, da Du ja Kilogramm und Liter gleichsetzt. Ich denke, dass das sehr unwahrscheinlich ist.


PS: Der Urknall ist nach heutigen Berechnungen etwa 13,7 Milliarden Jahre her (± 0,2 Milliarden Jahre, glaub ich).

 

[Klaus1602]

Du gehst aber davon aus, dass der Werkstoff lediglich die Dichte von Wasser hätte, da Du ja Kilogramm und Liter gleichsetzt. Ich denke, dass das sehr unwahrscheinlich ist.

Nein, ich gehe davon aus, dass jeder hier in der Lage ist, die Euros durch die Dichte des Werkstoffs zu dividieren. Bei Natrium könnte man das sogar gleichsetzen.

 

[Bekleidungskammer.de]

@klaus 1602...

Hast das nachgelesen, oder schreibst gerade an Deine Doktorarbeit in Mathe und hast bisschen Zeit mit den Studenten verbracht und die rumrechnen lassen?