Nachhaltigkeit, Ressourcen & Technologische Innovationen

Nachhaltigkeit und Ressourcenmanagement

Merkmale nachhaltiger Materialnutzung

• Verwendung von Materialien mit reduziertem Verbrauch in der Fertigung.
• Einsatz von recycelbaren Werkstoffen.
• Reduzierung des Verbrauchs strategischer Materialien.

Vorteile durch optimierte Materialnutzung

• Ersetzen von Metallen und deren Legierungen durch Polymere.
• Entwicklung von Metalllegierungen mit höherer mechanischer Beständigkeit und verbessertem Korrosionsschutz.
• Erhöhung des Einsatzes neuer Metalle und Leichtmetalle.

Natürliche Ressourcen

Definition

Natürliche Ressourcen sind alles, was die Menschheit aus der Natur entnimmt, um ihre Bedürfnisse zu befriedigen.

Klassifizierung natürlicher Ressourcen

• Nicht erneuerbar: Ressourcen, die in begrenzten Mengen vorkommen und erschöpflich sind, wie z.B. Erdöl.
• Erneuerbar: Ressourcen, die sich ständig erneuern und nicht erschöpft werden, wie Wind und Sonnenlicht.
• Potenziell erneuerbar: Ressourcen, die sich, selbst wenn sie verbraucht werden, von Natur aus regenerieren.

Die wirtschaftliche und technologische Entwicklung der heutigen Gesellschaft bietet soziales Wohlergehen, verursacht aber die Erschöpfung der Ressourcen. Der übermäßige Konsum von Gütern ist eine Ursache für Umweltschäden.

Technologische Innovationen

Prothesen und Cyborgs

Eine Prothese ist eine künstliche Verlängerung oder ein Ersatz, der ein fehlendes Körperteil ersetzt.

Ein Cyborg ist ein Wesen, das aus organischer Substanz und elektronischen oder mechanischen Geräten besteht.

Nanotechnologie

Definition der Nanotechnologie

Nanotechnologie umfasst das Design, die Produktion und die Anwendung von Strukturen, Geräten und Systemen durch die Kontrolle von Form und Größe im Nanometerbereich.

Der Begriff Nanotechnologie rührt daher, dass der atomare Maßstab im Bereich von Nanometern liegt. Ein Nanometer (nm) entspricht einer Länge von 10^-9 Metern. Auf dieser Skala ist es schwierig, Objekte zu manipulieren, vor allem, weil die Gesetze der Physik und Chemie, die das Verhalten beschreiben, variieren.

Anwendungen der Nanotechnologie

• Industrie

  • Bekleidung, die keine Flecken aufweist.
  • Langlebige Glühbirnen.
  • Intelligente Lebensmittelverpackungen.

• Energieanwendungen

  • Langlebigere und effizientere Batterien.
  • Sauberere Energiequellen.
  • Verbesserung von Verbrennungsreaktionen und Elektrolyse durch den Einsatz von metallischen Monopartikeln als Katalysatoren auf kostengünstigen Substraten.

• Elektronik

  • Forschung an DNA-Computern.
  • Reduzierung der Mikroelektronik für erhöhte Speicherkapazität und Zuverlässigkeit.

• Medizin

  • Atomare Manipulation ermöglicht die Herstellung neuer Medikamente.
  • Produktion von DNA für spezifische Substanzen.
  • Reparatur von Gewebe durch den Aufbau von Strukturen und Materialien, die selbstheilendes Gewebe ersetzen sollen.

• Bauwesen

  • Identifizierung und automatisierte Reparatur von Rissen in Straßen und Gebäuden.
  • Entwicklung widerstandsfähigerer Materialien.

• Architektur

  • Beschichtungen, die Glaswände oder Anstriche vor Graffiti schützen und abstoßen.
  • Photochrome Gläser, die ihre Farbe je nach Lichteinfall ändern.
  • Herstellung von Sanitärkeramik, die Flüssigkeiten abweist.

• Solarenergie

  • Photovoltaik ist sehr beliebt und attraktiv, hat aber einen großen Nachteil: den hohen Preis.