Technologiescouting

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Systematisch angewandtes Technologiescouting - aus Sicht eines einzelnen Unternehmens - nennt sich Technologie-Roadmapping und dient der Fortentwicklung der eigenen Produkt- und Produktionstechnologie. Dabei spielen mittelfristige Zukunftsfaktoren eine entscheidende Rolle:

Dazu zählen:

  • Biosphärische Zukunftsfaktoren,
  • Gesellschaftliche Zukunftsfaktoren,
  • Politische Zukunftsfaktoren,
  • Technologische Zukunftsfaktoren,
  • Wirtschaftliche Zukunftsfaktoren.

 

 

4-3-2-1-Numberland

 

 

4 Strategien

3 Methoden

2 Werkzeuge

1 Prozessmodell

 

 

 

 

 

 

 

 

Stellen Sie sich vor, Sie würden sich systematisch damit beschäftigen

  • den Kenntnisstand über heutige Märkte, Produkte, Technologien oder Werkstoffe in die Zukunft zu extrapolieren
  • dabei mittelfristige biosphärische, technologische, politische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Einflussfaktoren berücksichtigen, um
  • daraus Schlüsse zu ziehen, welche Projekte Sie heute realisieren müssen, um in dieser Zukunft ihren Platz zu haben,

dann ist es genau diese Aufgabe, die mit dem Begriff Technologie-Roadmapping beschrieben wird.


 

Marktentwicklungslebenszyklus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vieles, was man neu oder besser machen möchte, kann – zumindest am Anfang – nur zusammen mit Partnern realisiert werden. manches davon würde man lieber heute als morgen beginnen. Die Frage ist nur: MIT WELCHEM PARTNER? Es stellt sich also die Frage: Entwicklungspartner oder Zulieferer – Know How oder Know Who?

Oft ist das, was Sie weiterbringen würde, ist an anderer Stelle bereits verfügbar. Das Problem liegt darin, zu wissen, welcher Weg eingeschlagen werden könnte und wer für diesen Weg die passende Lösung bereits „im Schrank“ hat (Know Who). In anderen Fällen stellt sich heraus, dass nur Modifikationen oder Neuentwicklungen zum Ziel führen werden (Know How). Den richtigen Entwicklungspartner oder Zulieferer zu finden, kann eine langwierige Aufgabe sein, die im Tagesgeschäft oft zu wenig Aufmerksamkeit findet.

Acht Ingenieure, Chemiker und Physiker mit über 200 Jahren Berufserfahrung können Ihnen dabei vielleicht eine Hilfe sein. Es kommt darauf an, ob Sie einen Versuch starten wollen oder nicht. Worauf warten Sie also? Mit unserer Unterstützung haben Sie Expertise auf Zeit genau so lange, wie Sie dies möchten.

 

Roadmap

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wir können im Prinzip auf allen Gebieten für Sie tätig werden. Trotzdem haben sich im Laufe der Zeit folgende Arbeitsschwerpunkte herausgebildet:

  • Informationstechnik
  • Funktionswerkstoffe
  • Oberflächentechnologie
  • Beschichtungstechnik
  • Instrumentelle Analytik
  • Optik und Lasertechnik
  • Nanotechnologie


Informationstechnik

"Informationstechnik ist nicht alles, aber ohne Informationstechnik ist alles nichts". In Abwandlung des Spruchs von Arthur Schopenhauer gilt, dass heute keine Organisation mehr ohne Informationstechnologie überleben kann. Vor diesem Hintergrund stellen wir Ihnen unser technisches und organisatorisches Know-How mit folgenden Schwerpunkten zur Verfügung:
  • Prozessdokumentation und -optimierung
  • Beurteilung von Prozessreifegraden
  • Geschäftsprozessmodelle für Unternehmen
  • Datenmodelle für Unternehmen
  • Organisation der IT (ITIL)
  • IT-Unterstützung für Qualitäts-, Innovations- und Wissensmanagement
  • (Migration auf) Open Source Software
  • IT-Technologie-Stack




Funktionswerkstoffe

Unter Funktionswerkstoffen werden Materialien aus allen Materialklassen (Polymere, Gläser, Keramik, Metalle, Halb- und Supraleiter) verstanden, die nicht hauptsächlich wegen ihrer konstruktiven Eigenschaften (Festigkeit, Formbarkeit, Belastbarkeit, etc.) eingesetzt werden, sondern weil sie besondere
  • akustische,
  • biologische,
  • chemische,
  • elektrische,
  • haptische,
  • magnetische,
  • optische oder
  • thermische

Eigenschaften aufweisen. Natürlich ist der Übergang zwischen Konstruktions- und Funktionswerkstoffen fließend.

Während der Anwendungsschwerpunkt früher auf einfachen Werkstoffeigenschaften lag (elektrisch oder thermisch leitend, optisch transparent, etc.) verschiebt er sich zunehmend hin zu komplexeren Eigenschaftskombinationen (schaltbare Transparenz oder Leitfähigkeit, Kombination gegensätzlicher Eigenschaften (Transparenz und Reflektivität), innerhalb des gleichen (hier: optischen) Eigenschaftsbereichs, ungewöhnliche Kombinationen über unterschiedliche Eigenschaftsbereiche thermisch leitend, elektrisch isolierend) und vieles mehr.

Gerade wenn es darum geht, technische Funktionen unter Benutzung von physikalischen Effekten zu realisieren, werden Funktionswerkstoffe in ihrer ganzen Bedeutung sichtbar (vgl. Artikel Grammatikkenntnisse für die Produktentwicklung ...).

 

 


 

Oberflächentechnologie

Oberflächen von Gegenständen haben deswegen eine so große Bedeutung für uns, weil wir sie sehen und anfassen können. Die Behandlung von Oberflächen hat aus diesem Grund eine sehr lange Tradition. Dinge können durch die Behandlung ihrer Oberfläche glatter und rauher, härter und weicher, farbiger, wertvoller, oder einfach nur sauberer gemacht werden.

Die Grundidee der Oberflächentechnik ist das Prinzip der Funktionstrennung zwischen dem Volumen eines Gegenstandes und seiner Oberfläche. Das Volumen erfüllt eine Primärfunktion; die Oberfläche kann dann mit Hilfe der Verfahren der Oberflächentechnik auf ein bestimmtes Anforderungsprofil hin optimiert werden und so weitere Funktionen erfüllen. Diese können sein:

  • Oberflächenschutz (z. B. Werkzeuge, Maschinenteile, KFZ-Teile)
  • Dekoration (z. B. Brillenfassungen, Uhrgehäuse, Schmuck, Werbemittel, Kfz-Teile)
  • Optik (z. B. Architekturglas, Kfz-Glas, Brillenglas, Präzisionsoptik, Beleuchtung)
  • Optoelektronik (z. B. Foto-, Laserdioden, Solarzellen)
  • Elektronik (z. B. LCD-/Plasma-Displays, elektr. Bauelemente, Folien, Sensoren)
  • Speichertechnik (z. B. Magnetbänder, Speicherplatten, CDs, DVDs)
  • Barrieretechnik (z. B. Verpackungsmittel, Korrosionsschutz)
  • Medizintechnik (z. B. Implantate)

Da heutzutage ein Werkstoff allein kaum noch alle an ihn gestellten Anforderungen erfüllen kann, stellt die getrennte Optimierung der Oberfläche einen großen Fortschritt dar.

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Hydrophobe Beschichtungen (Beschichtungen, die Wasser abstoßen) sind schmutzabweisend, da Wasser in Form von kleinen Tropfen sofort abläuft, ohne dass ich Verschmutzungen festsetzen können (Bild: Saint-Gobain Glass Deutschland GmbH)

Verfahrenstechnisch treten die Verfahren der Oberflächentechnik neben die klassischen Fertigungsverfahren Urformen, Umformen, Trennen und Fügen mit zwei weiteren Verfahrensklassen:

  • Beschichten
  • Stoffeigenschaft ändern

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hydrophile Beschichtungen (Beschichtungen, die Wasser „lieben“; Wasser benetzt solche Oberflächen, es bildet sich ein dünner Wasserfilm) sind selbstreinigend; zusammen mit Sonnenlicht wirken sie katalytisch, so dass organische Verschmutzungen wie Abgaspartikel, Pollen oder Staub zersetzt und vom Regen abgewaschen werden können (Bild: Saint-Gobain Glass Deutschland GmbH)

Technische Oberflächen sind in der Regel aus den Werkstoffen Metall, Glas, Keramik oder Kunststoff. Bei Werkstoffverbunden werden solche Materialien im Großen miteinander kombiniert; Verbundwerkstoffe sind dagegen Mischungen auf atomarer oder molekularer Ebene.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eine unbeschichtete Glasscheibe zum Vergleich (Bild: Saint-Gobain Glass Deutschland GmbH)

Sowohl durch Beschichten, als auch durch eine Änderung der Stoffeigenschaften (mikroskopisch oder makroskopisch) ändern sich die Oberflächeneigenschaften eines Gegenstandes. Welche Materialien, Füllstoffe, Additive, Beschichtungs- und Modifikationsverfahren und Messtechniken im Einzelfall am besten geeignet sind, kann nur nach genauer Kenntnis der Situation entschieden werden.

 

 


 

Instrumentelle Analytik

Instrumentelle Analytik ist die Summe der instrumentellen (d. h. nicht chemischen) Verfahren mit dem Ziel, ein Verständnis der chemischen Zusammensetzung, Struktur und Funktion von Materialien zu erhalten.

 

 

Periodensystem

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Instrumentelle Analytik kann in qualitative und in quantitative Methoden unterteilt werden. Qualitative Methoden geben Aufschluss über das Vorhandensein bestimmter Elemente, Verbindungen oder Gruppen in einer Probe. Quantitative Methoden versuchen, den Anteil dieser Komponenten zu verifizieren.

 

 

ZetaSizer

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Der Zetasizer Nano - das System zur Charakterisierung von Nanopartikeln und zur Zetapotenzialbestimmung (Bild: Malvern Instruments GmbH)

In den meisten Fällen handelt es sich bei modernen Methoden der instrumentellen Analytik um quantitative Methoden. In Abhängigkeit davon, wie das Material der untersuchten Probe wechselwirkt, lassen sich die Methoden der instrumentellen Analytik in Gruppen einteilen:

Die Methoden der instrumentellen Analytik werden üblicherweise etwa wie folgt unterteilt:

  • spektroskopische Methoden: gemessen wird die Wechselwirkung eines Materials mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchen, typischerweise Elektronen oder Neutronen
  • massenspektroskopische Methoden: gemessen wird die Trennung von Atomen oder Molekülen durch den Einfluss elektrischer und magnetischer Felder
  • chromatografische Methoden:zeitliche Trennung des Messsignals von Atomen oder Molekülen beim Passieren des Detektors
  • kristallografische Methoden: Bestimmung von Atomabständen
  • mikroskopische Methoden: Abbildung von Abständen, die mit dem bloßen Auge nicht sichtbar sind
  • elektrochemische Methoden: Wechselwirkung des Materials mit einem elektrischen Feld
  • thermische Methoden: Reagieren des Materials unter Temperatureinfluss
  • gravimetrische Methoden messen die Wechselwirkung der Materie mit einem Gravitationsfeld (dem der Erde, bzw. dem einer Zentrifuge, o. ä.)
Abstrakt betrachtet kann man sagen, dass es sich die hier genannten Methoden in drei Kategorien einordnen lassen:
  • es werden sehr kleine Abmessungen sichtbar gemacht (mikroskopische Methoden)
  • es wird Masse getrennt, wobei entweder elektrische oder magnetische Felder, Temperatur, Druck, Zeit, oder Gravitation zur Trennung unterschiedlicher Massen eingesetzt werden
  • es Teilchen wie Photonen (Lichtquanten), Elektronen oder Neutronen hinsichtlich ihrer Energie getrennt, die mit dem Material in Wechselwirkung getreten sind.

Natürlich lassen sich die Methoden auch noch hinsichtlich des Probentyps unterscheiden. In manchen Fällen werden einzelne Atome oder Moleküle untersucht, wobei die Probe gegebenenfalls in diese Teilchen aufgetrennt werden muss. Bei anderen Methoden liegt die Probe stattdessen in Form von Partikeln, als Gas, als Flüssigkeit oder als Feststoff vor.

Die Messung und Analyse mehrerer unterschiedlicher Signale gleichzeitig stellt die Spitzentechnologie der instrumentellen Analytik dar. Trotzdem müssen in vielen Fällen Verbundwerkstoffe getrennt werden, um eine Analyse durchzuführen.

 

 

Sonnenspektrum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eine Unterteilung gebräuchlicher Methoden der instrumentellen Analytik in Methodenklassen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit) ist:

  • Spektroskopische Methoden: AAS, AED, AED, AES, AES, AFS, S, CARS, CL, CRLAS, DPP, DLS, EBSD, EDX, EID, EPR, ESD, ESCA, ESR, EXAFS, FTIR, GDMS, GDOS, GISAXS, GIXD, HAS, HREELS, IAES, IIX, IM, INS, IRS, ISS, LEED, LEEM, LIBS, LIF, LOES, LS, MS, NMR, NEXAFS, NIR, NPP, OES, PCS, PD, PED, PEEM, PIXE, RBS, REMPI, RHEED, RS, SAXS, SCANIIR, SDS-PAGE, SE, SEXAFS, SFE, SFE, UPS, WAXS, WDX, X-CTR, XAES, XDS, XPEEM, XPS, XRF, XRF
  • Massenspektroskopische Methoden: FTMS, IGA, IMF, MS, SIMS, SNMS
  • Chromatografische Methoden: FFF, GC, HPLC, LC, SEC, SEIRA, SFC, TLC
  • Kristallografische Methoden: XRD
  • Mikroskopische Methoden: AFM, EMP, FEM, FIM-AP, HREM, NFOM, REM, SEM, SNOM, SPM, STEM, STM, STXM, TEM, XRM
  • Elektrochemische Methoden: CE, CV, ISE
  • Thermische Methoden: DSC, DTA, DVS, TG

Bedeutung der Abkürzungen

  • AAS - Atomic Absorption Spectroscopy
  • AED - Auger Electron Diffraction
  • AED - Atomic-Emission Detector
  • AES - Auger Electron Spectroscopy
  • AES - Atom Emission Spectroscopy
  • AFM - Atomic Force Microscopy (Rasterkraftmikroskopie)
  • AFS - Atomic Fluorescence Spectroscopy
  • APS - Appearance Potential Spectroscopy
  • APXS - Alpha Particle X-Ray Spectrometer
  • CARS Coherent Antistokes Raman Spectroscopy
  • CE - Capillary Electrophoresis (Kapillarelektrophorese)
  • CL Cathodoluminescence
  • CRLAS - Cavity-Ringdown Laser Absorption Spectroscopy
  • CV - Cyclic Voltammetry
  • DLS – Dynamic Light Scattering (Dynamische Lichtstreuung)
  • DPP - Differential Pulse Polarography
  • DSC - Differential Scanning Calorimetry
  • DLS - Dynamic Light Scattering (PCS)
  • DTA - Differential-thermal Analysis
  • DVS - Dynamic Vapour Sorption
  • EBSD - Electron Backscatter Diffraction
  • EDX – Energy Dispersive X-Ray Analysis
  • EID - Electron Induced Desorption
  • EMPa - Electron Microprobe Analysis
  • EPR - Electron Paramagnetic Resonance (vgl. ESR)
  • ESD - Electron Stimulated Desorption
  • ESCA - Electron Spectroscopy For Chemical Analysis; See XPS
  • ESR - Electron Spin Resonance (vgl. EPR)
  • EXAFS - Extended X-Ray Absorption Fine Structure
  • FEM - Field Emission Microscopy
  • FFF - Field Flow Fractionation
  • FIM-AP - Field Ion Microscopy-Atom Probe
  • FTIR - Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy; e.g., ATR (Attenuated Total Reflection), GI (Gracing Incidence), DRIFTS (Diffuse Reflectance)
  • FTMS - Fourier-transform Mass Spectrometry
  • GC - Gas Chromatography
  • GD-MS - Glow Discharge Mass Spectrometry
  • GD-OES - Glow Discharge Optical Spectroscopy
  • GISAXS - Grazing Incidence Small Angle X-Ray Scattering
  • GIXD - Grazing Incidence X-Ray Diffraction
  • HAS - Helium Atom Scattering
  • HPLC - High Performance Liquid Chromatography
  • HREM - High Resolution Electron Microscopy
  • HREELS - High Resolution Electron Energy Loss Spectroscopy
  • IAES - Ion Induced Auger Electron Spectroscopy
  • IGA - Intelligent Gravimetric Analysis
  • IIX - Ion Induced X-Ray Analysis
  • IM - Ion Microprobe
  • IMF - Instrumental Mass Fractionation
  • INS - Ion Neutralization Spectroscopy
  • IRS - Infra Red Spectroscopy
  • ISE - Ion Selective Electrode
  • ISS - Ion Scattering Spectroscopy
  • LC - Liquid Chromatography
  • LEED - Low Energy Electron Diffraction
  • LEEM - Low Energy Electron Microscopy
  • LIBS - Laser Induced Breakdown Spectroscopy
  • LIF - Laser-Induced Fluorescence
  • LOES - Laser Optical Emission Spectroscopy
  • LS - Light Scattering
  • MS - Mass Spectroscopy
  • MS - Mossbauer Spectroscopy
  • NAA - Neutron Activation Analysis
  • NEXAFS - Near Edge X-Ray Absorption Fine Structure
  • NFSOM - Near Field Scanning Optical Microscopy
  • NIR - Near Infrared Spectroscopy
  • NMR - Nuclear Magnetic Resonance
  • NPP - Normal Pulse Polarography
  • OES vgl. AES
  • PCS - Photon Correlation Spectroscopy
  • PD Photodesorption
  • PED - Photoelectron Diffraction (auch XPD, PhD, ARPEFS)
  • PEEM – Photo Electron Emission Microscopy (Photoelektronen-emissionsspektroskopie)
  • PIXE - Particle (or Proton) Induced X-Ray Spectroscopy
  • RBS - Rutherford Back-scattering Spectroscopy
  • REM - Reflection Electron Microscopy
  • REMPI - Resonance Enhanced Multi-photon Ionization
  • RHEED - Reflection High Energy Electron Diffraction
  • RS - Raman Spectroscopy
  • SAXS - Small Angle X-Ray Scattering
  • SCANIIR - Surface Composition By Analysis Of Neutral Species And Ion-impact Radiation
  • SDS-PAGE - Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE)
  • SE - Spetroscopic Ellipsometry
  • SEC - Size-exclusion Chromatography
  • SEIRA -Surface Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy
  • SEM - Scanning Electron Microscopy
  • SEXAFS - Surface Extended X-Ray Absorption Fine Structure
  • SFC - Supercritical-fluid Chromatography
  • SFE - Solid-phase Extraction
  • SFE - Supercritical-fluid Extraction
  • SIMS - Secondary Ion Mass Spectrometry
  • SNMS - Sputtered Neutral Species Mass Spectroscopy
  • SNOM - Scanning Near-Field Optical Microscopy
  • SPM - Scanning Probe Microscopy
  • STEM Scanning Transmission Electron Microscopy
  • STM - Scanning-Tunneling Microscopy
  • STXM - Scanning Transmission X-Ray Microscopy
  • UPS - UV-photoelectron Spectroscopy
  • TEM - Transmission electron microscopy
  • TG - Thermogravimetry
  • TLC - Thin-layer Chromatography
  • UV/Vis - Ultraviolet/Visible Absorption Spectroscopy
  • WAXS - Wide Angle X-Ray Scattering
  • WDX - Wavelength Dispersive X-Ray Spectroscopy
  • X-CTR - X-Ray Crystal Truncation Rod Scattering
  • XAES - X-Ray Induced Auger Electron Spectroscopy
  • XDS - X-Ray Diffuse Scattering
  • XPEEM - X-Ray Photoelectron Emission Microscopy
  • XPS - X-Ray Photoelectron Spectroscopy
  • XR - X-Ray Reflectivity
  • XRD - X-Ray Diffraction
  • XRF - X-Ray Fluorescence Spectroscopy
  • XRF - X-Ray Fluorescence Analysis
  • XRM - X-Ray Microscopy



Beschichtungstechnik

Beschichtungsverfahren sind Bestandteil der in der DIN 8580:2003-09 geregelten Fertigungsverfahren, und werden dort als fünfte Hauptgruppe geführt. Die Hauptgruppen der Fertigungsverfahren einschließlich der Gruppen lauten wie folgt:

  • Urformen
    • Urformen aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand
    • Urformen aus dem flüssigen, breiigen oder pastenförmigen Zustand
    • Urformen aus dem ionisierten Zustand durch elektrolytisches Abscheiden
    • Urformen aus dem festen, körnigen oder pulverisiertem Zustand
  • Umformen
    • Druckumformen (DIN 8583)
    • Zugdruckumformen (DIN 8584)
    • Zugumformen (DIN 8585)
    • Biegeumformen (DIN 8586)
    • Schubumformen (DIN 8587)
  • Trennen
    • Zerteilen (DIN 8588)
    • Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide (DIN 8589-0)
    • Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide (DIN 8589-0)
    • Abtragen (DIN 8590)
    • Zerlegen (DIN 8591)
    • Reinigen (DIN 8592)
  • Fügen (DIN 8593)
    • Zusammensetzen
    • Füllen
    • An- und Einpressen
    • Fügen durch Urformen
    • Fügen durch Umformen
    • Textiles Fügen
    • Stoffe vereinigen
  • Beschichten
    • Beschichten aus dem flüssigen Zustand
    • Beschichten aus dem plastischen Zustand
    • Beschichten aus dem breiigen Zustand
    • Beschichten aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand
    • Beschichten durch Schweißen
    • Beschichten durch Löten
    • Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand
    • Beschichten aus dem ionisierten Zustand
  • Stoffeigenschaften ändern

Beschichtungen sind dabei definiert als „Aufbringen einer fest haftenden Schicht aus einem formlosen Stoff auf ein Werkstück“, wobei für die Zuordnung der Beschichtungsverfahren zu den einzelnen Untergruppen der unmittelbar vor dem Beschichten herrschende Zustand des Beschichtungsstoffes maßgebend ist. Auf welche Weise eine Haftung zwischen Substrat und Beschichtungsmaterial zustande kommt, wird in der DIN nicht unterschieden. Physikalisch gesehen, kommen jedoch völlig unterschiedliche Haftmechanismen zum Zug, wie die folgende Abbildung zeigt.

 

Haftungsmechanismen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Optik und Lasertechnik

Ephraim Chambers veröffentlichte 1728 in London die Cyclopedia: or, An universal dictionary of arts and sciences (London, 1. Ausgabe 1728) in zwei Bänden, die als die erste englischsprachige Enzyklopädie gilt. Die Cyclopaedia ist außerdem die erste Enzyklopädie, die mit Querverweisen arbeitete. Die Cyclopaedia basiert auf John Harris' Lexicon technicum von 1704.

 

 


TableOfOptics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Optik ist ein Zweig der Physik, der das Verhalten und die Eigenschaften von Licht und seine Wechselwirkung mit Materie beschreibt. Optik erklärt optische hänomene und wird durch diese erklärt.

Optik beschreibt üblicherweise das Verhalten von Licht im sichtbaren, infraroten und ultravioletten Bereich des Spektrums. Da Licht jedoch eine elektromagnetische Welle ist, tauchen analoge Phänomene auch in anderen Wellenlängenbereichen auf (z. B. bei Röntgenstrahlung und Mikrowellen). Optik kann deswegen als Teilbereich des Elektromagnetismus angesehen werden. Einige optische Phänomene basieren auf der Quantennatur des Lichts, weshalb Optik auch sehr viel mit Quantenmechanik zu tun hat. In den meisten Fällen können jedoch optische Phänomene durch die Maxwell´schen Gleichungen beschrieben werden.

 


Dichroics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Wegen des großen Anwendungsbereichs von “Licht” im täglichen Leben hat sich die Optik in der Zwischenzeit als Querschnittstechnologie etabliert. Optik ist deswegen Bestandteil vieler anderer Disziplinen wie z. B. Elektrotechnik, Physik, Psychologie, Medizin und anderen. Hinzu kommt, dass eine vollständige Beschreibung des Verhaltens von Licht aus physikalischer Sicht für viele Gebiete unnötig kompliziert ist. Aus diesem Grund werden vereinfachte Theorien benutzt, die jeweils einen Teilbereich der optischen Phänomene korrekt beschreiben, andere hingegen ignorieren.

Bevor Max Planck die Quantennatur des Lichts postulierte, bestand die klassische Optik aus den beiden Teilgebieten geometrische Optik und physikalische Optik. Geometrische oder Strahlenoptik beschreibt die Ausbreitung des Lichts durch “Strahlen”. Lichtstrahlen werden an der Grenzfläche unterschiedlicher Medien gebrochen. Geometrische Optik liefert Regeln für die Ausbreitung dieser Lichtstrahlen in optischen Systemen. Geometrische Optik versagt, wenn es darum geht, Effekte wie Streuung oder Polarisation zu beschreiben.

Physikalische Optik beschreibt die Ausbreitung komplexer Wellenfronten in optischen Systemen sowohl hinsichtlich Amplitude als auch Phase der Welle. Mit diesem Modell können Streuung, Interferenz, Polarisation, Aberration und andere Effekt exakt beschrieben werden.

Begriffe, die mit klassischer Optik zu tun haben:

  • Aberration
  • Beugung
  • Brechung
  • Design optischer Komponenten
  • Dispersion
  • Fermat´s Prinzip
  • Fourieroptik
  • Gitter
  • Gradientenindexoptik
  • Herstellung und Test optischer Komponenten
  • Kohärenz
  • Linsen
  • Optische Auflösung
  • Optische Instrumente
  • Polarisation
  • Prismen
  • Reflexion
  • Spiegel
  • Strahlenoptik
  • Streuung
  • Verzeichnung

Moderne Optik begleitet die optischen Technologien, die im 20. Jahrhundert bekannt wurden. Damit verbundene Begriffe sind z. B.:

  • Beugungsoptik
  • Dünnschichtoptik
  • Holografie
  • Integrierte Optik
  • Kristalloptik
  • Laser
  • Mikrooptik
  • Nichtlineare Optik
  • Optische Modellierung und Simulation
  • Optische Mustererkennung
  • Optischer Prozessor
  • Photometrie
  • Quantenoptik
  • Radiometrie
  • Statistische Optik
  • Röntgenoptik
  • Wellenleiteroptik
  • Zirkularer Dichroismus

 

CoherentCO2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bild: Coherent

Weitere optische Fachgebiete sind z. B.:

  • Bildverarbeitung
  • Fotografie
  • Informationstheorie
  • Laserdetektoren
  • Lasermaterialbearbeitung
  • Laserschutz
  • Laserspektroskopie
  • Materialwissenschaften
  • Mustererkennung
  • Optische Computer
  • Optische Datenspeicherung
  • Optische Anzeigen
  • Optische Rückkopplung

Die Bandbreite moderner optischer Anwendungen reicht von Lasernivelliergeräten, die für ca. 25 Euro im Handel erhältlich sind, bis zu optischen Großteleskopen, mit deren Hilfe Planeten gefunden werden können, die fremde Sterne umkreisen. Optik hat Zukunft, selbst in der Kryptografie!

 


 

Nanotechnologie

Werkstoffe, deren Strukturen im Größenbereich weniger Nanometer beeinflusst werden, entwickeln in vielen Fällen ganz besondere Eigenschaften. Sie sind besonders hart, besonders weich, besonders kratzfest, besonders transparent, besonders elastisch, eben besonders. Für Sie kann es den Unterschied bedeuten, sich von Ihren Wettbewerbern abzuheben.

 

nano

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Als Vater der Nanotechnologie gilt Richard Feynman auf Grund seines im Jahre 1959 gehaltenen Vortrages "There's Plenty of Room at the Bottom" (Ganz unten ist eine Menge Platz), auch wenn der Begriff Nanotechnologie erst 1974 von Norio Taniguchi erstmals gebraucht wurde: "Nano-technology mainly consists of the processing of separation, consolidation, and deformation of materials by one atom or one molecule”.

Nanotechnologie im Sinne dieser Definition ist die Veränderung von Materialien, sei es Atom für Atom oder Molekül für Molekül. Das schließt ein, dass die kritischen Eigenschaften von Materialien oder Geräten im Nanometerbereich liegen können, und dass diese Materialien und Geräte aus einzelnen Atomen bzw. Molekülen konstruiert werden. Heute wird Nanotechnologie aber nur noch selten in diesem engen Sinn benutzt, heute schließt man (wie oben erläutert) auch die Herstellung von Nanomaterialien auf chemischem Wege in diesen Begriff mit ein.

Zu den "durch Nanotechnologien ermöglichten Zukunftschancen" gehören:

  • „Korrosions- und verschleißfreie Automobil- und Maschinenteile
  • oberflächenstrukturierte Fahrzeug-Katalysatoren mit optimaler Schadstoffumsetzung
  • neue Wirk- und Werkstoffe mit schaltbarem Verhalten
  • Produkt- und Qualitätskontrolle mit atomarer Genauigkeit
  • langzeitstabile Mini-Datenspeicher mit der Kapazität der DeutschenBibliothek
  • PC´s mit der Leistungsfähigkeit einer Super-Cray
  • Zellen als Fabriken für Pharmazeutika
  • nebenwirkungsfreie Kosmetika
  • chlorfreie Klebetechnologien,

(aus: Innovationsschub aus dem Nanokosmos, VDI-Technologiezentrum, Schriftenreihe „Zukünftige Technologien“ Nr. 28, 1998)

 

STEM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wichtige Anwendungsbereiche der Nanotechnologie heute sind Pigmente sowie die Modifikation der Oberflächeneigenschaften von Werkstoffen. Kurz vor der Anwendung stehen scheinbar Diagnostika, Kontrastmittel oder Medikamente.

Über 500 Unternehmen in Deutschland haben die Nanotechnologie für sich als Arbeitsgebiet erkannt. Weltweit sind es über 2000 Unternehmen, von denen wir wissen. Möglicherweise hat eines davon die für Sie passende Lösung?

 

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