6.32   Nanoelektronik

Traum

Ich befand mich in einem Raum mit vielleicht 5 – 10 Wissenschaftlern. Wir saßen um einen langen Konferenztisch. Eine Person, ein Russe hatte seine Vortragsmappe aufgeschlagen und aus ihr ragte eine winzige LED (*1) mit zwei langen angelöteten Drähten hervor. Er erklärte, dass dieses Bauteil alles was hier im Raum jetzt gesprochen wird empfangen und an jeden x–beliebigen Ort der Welt senden könne, sobald man Spannung an seine Drähte lege.

Wir betrachteten die LED unter einem Vergrößerungsglas, und tatsächlich erkannte man neben Anode und Katode der LED, jede Menge elektronischer Bauteile, in Form von Kondensatoren, Transistoren und Spulen. Wir beschlossen die LED anzuschließen, hatten aber keine Ahnung wieviel Spannung wir anlegen sollten.

Ich beschloss erst einmal mit einem einfachen Messgerät die Stromrichtung auszumessen und legte das Multimeter auf Widerstandsmessung an. Nichts passierte, keine Reaktion. Ich vertauschte die Strippen, und siehe da, die LED Leuchtete rot und hell auf. Auch wenn man den Stromkreis unterbrach leuchtete sie noch eine gewisse Zeit schwach weiter, bis sich ihre integrierten Kondensatoren entladen hatten.

Wir schalteten etliche Messgeräte ein, die überall im Raum an den Wänden hingen, um einen Beweis zu erlangen, dass diese LED auch wirklich eine Reaktion auslöste. Der Russe meinte nun, dass sie auf jeden Fall an einen Computer angeschlossen werden müsse, da er das Bauteil ja auf einer Platine entdeckt hatte, wo es fest eingelötet war und eigentlich nicht hingehörte.

Ich hatte meinen kleinen Radioscanner in der Tasche und scannte die Frequenzen. Plötzlich lockte sich das Gerät auf eine Frequenz ein. Wir hörten Stimmen, ein Gespräch, aber es waren nicht die Geräusche aus diesem Raum, es war das, was die LED empfing. Eine der Anwesenden im Raum lachte nur und meinte, das wäre bestimmt nur eine Radiostation die wir da hörten, ich solle die Kiste abschalten. Ich erwachte.

Vision

Einen Nano Chip nachträglich auf eine Computerplatine zu integrieren lässt sich bewerkstelligen, in dem man diesen Chip als Kommunikationsschnittstelle deklariert, um den Istzustand des Gerätes abzufragen. Nach außen nur eine harmlose Leuchtdiode, die bei einer Störung zu blinken beginnt, kann dieses Bauteil dann aber doch noch viel mehr. Durch die Verwendung von Nano Technik (*3) ist der Schaltungsaufbau so winzig, dass er nur durch ein Rastermikroskop nachweisbar wäre. Aber schon allein das Öffnen des Glaskolbens der winzigen LED würde die Zerstörung des Chips zur Folge haben, was dann einen Beweis für seine Existenz nicht mehr zuließe.

Alle zukünftig neuen Geräte mit diesem Chip auszustatten entspräche, wenn richtig propagiert, wohl auch dem Wunsch des Kunden, würden sich doch die Kosten bei der Fehleranalyse beträchtlich senken. Durch den neuen TCP/IP V8 (*2) kann sich der Chip über die Schnittstelle des Computers weltweit bei seiner Home Basis anmelden und registrieren lassen.

Firewall und andere Software wie Virenscanner wären nutzlos, da der Chip ja als Remote Device deklariert ist, und so all diese Protokolle umgeht. Sollte nun jedes neue Gerät mit diesem nach außen harmlos erscheinenden Analysechip ausgestattet sein, so wären die Folgen verheerend.

Jedes Handy, jedes Auto, jedes Gewehr mit automatischer Zielerfassung, jeder Satellit und jedes Atomkraftwerk, Jedes E-Werk und jede Atombombe ließe sich aus der Ferne steuern. Einmal registriert in einer Datenbank, in der Google wie ein Spielzeug für Kinder aussieht, könnten mit Hilfe des TCP/IP V8 Codes unzählige Geräte übernommen und gesteuert werden, kann doch TCP/IP V6 schon ca. 340 Sextillionen, oder 3,4·1038 Adressen.

Durch die Möglichkeit von einer einzigen Zentrale mit allen Geräten ständig in Kontakt zu sein, besteht nun auch die Möglichkeit durch modifizieren der alten Software oder aufspielen neuer Software auf die Computerchips, ganze Geräte zu übernehmen und ihnen andere Aufgaben zuzuweisen.

Erklärungen: *

  1. Eine Leuchtdiode (kurz LED von englisch light-emitting diode, dt. Licht-emittierende Diode, auch Lumineszenz-Diode) ist ein lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement, dessen elektrische Eigenschaften einer Diode gleicht. Fließt durch die Diode elektrischer Strom in Durchlassrichtung, so strahlt sie Licht, Infrarotstrahlung oder auch Ultraviolettstrahlung mit einer vom Halbleitermaterial und der Dotierung abhängigen Wellenlänge ab. Die rund ersten drei Jahrzehnte seit ihrer Erfindung 1962 diente die LED zunächst als Leuchtanzeige und zur Signalübertragung, durch technologische Verbesserungen wurde die Lichtausbeute immer größer, und es folgten Ende der 1990er Jahre Anwendungen im Bereich der LED-Leuchtmitteln im Alltagsgebrauch.
  2. TCP IP: Was ist das? TCP und IP sind Bestandteile einer Protokollfamilie, die essentiell für das Internet ist. Die beiden Protokolle „Transmission Control Protocol“ (TCP) und „Internet Protocol“ (IP) sorgen dafür, dass Datenpakete in einem lokalen oder weltweiten Netzwerk auch beim Empfänger ankommen.            Vorteile: Das TCP/IP-System ist universell. Es ist an keine Soft- oder Hardware gebunden und verrichtet seinen Dienst mit jeder Anwendung. Solange ein Nutzer die richtige Adresse einer Website oder eines anderen Computers kennt, mit dem er sich verbinden möchte, kümmert sich TCP/IP automatisch um den Auf- und Abbau der Verbindung und die Übertragung. Der Nachfolger von IPv4 ist IPv6, wobei die Version 6 hierbei keine überarbeitete Fassung des TCP-Protokolls mehr kennzeichnet. Seine wichtigste Modifizierung ist das Wenden-System. IPv4 verwendet 32-Bit-Adressen (ca. 4 Milliarden, oder 4,3·109 Adressen), während IPv6 128-Bit-Adressen verwendet (ca. 340 Sextillionen, oder 3,4·1038 Adressen). Andere Protokollvorschläge genannt IPv9 und IPv8 tauchten nur kurz auf, es erfolgte aber keine weitere Umsetzung. Es scheint, dass das Militär und der Geheimdienst sich diese Protokolle unter den Nagel gerissen haben.
  3. Nanoelektronik: Die Strukturen in der Mikroelektronik wurden in den letzten Jahrzehnten immer kleiner, vgl. Skalierung (Mikroelektronik). Derzeit (2014) werden in der Mikroelektronik Produkte mit minimalen Strukturbreiten von 0,022 µm 22 Nanometer hergestellt. Dabei kommen weitgehend noch dieselben bzw. modifizierte Herstellungsprinzipien wie vor 20 Jahren zum Einsatz, als die kleinsten Strukturbreiten in einem integrierten Schaltkreis noch rund ein Mikrometer betrugen. Diese Entwicklung wird sich auch in den nächsten Jahren fortsetzen, um höhere Leistung in noch kleineren Bauteilen bei noch geringeren Kosten zu ermöglichen.

Zielsetzung der Nanoelektronik ist es, elektronische Bauteile bis in den Nanometerbereich zu verkleinern, um letztlich Rechenkapazitäten und die Geschwindigkeit von Computerchips zu steigern. Dazu sollen v. a. die elektronischen Eigenschaften von Nanostrukturen erforscht und verbessert werden. Daneben gilt es, den Aufbau von Computerchips zu optimieren. Weiterhin soll die Nanoelektronik bessere Techniken und Geräte für die Elektronikfertigung liefern und durch neuartige Schaltungen und Bauelemente die logische Verknüpfung, Speicherung und Verarbeitung von Daten optimieren. Es wird erwartet, dass analog zur Entwicklung der Mikroelektronik der technische Fortschritt in nahezu allen Branchen positiv beeinflusst wird und dass im Ergebnis eine noch höhere Funktionalität von Geräten bei geringeren Kosten vorliegen wird. Einsatzfelder für die Nanoelektronik sind die Unterhaltungselektronik, die Automatisierungstechnik, die Medizintechnik, mobile Kommunikationsgeräte, Computer, Navigation, Sensorik, Autos und alle Bereiche technikorientierter Forschung, in denen Messgeräte höchster Präzision zum Einsatz kommen. Diese Bereiche vermarkten sozusagen die zweite Generation der Entwicklung und finanzieren die Forschung immer neuerer Technik die nur für die Rüstung und die Spionage bestimmt ist.

Nano in der Medizin

Zu Zeit ist Nanotechnologie eine noch viel zu junge Entdeckung, als dass man sagen könnte was sie noch alles bewerkstelligen kann. So kann auch jeder der sich für geeignet hält damit nach Herzenslust herumexperimentieren. Gelangt es in unseren Körper, sei es durch die Luft, über die Nahrung, oder direkt durch die Medizin, sind die Folgen die sie anrichten können nicht überschaubar. Eins steht aber fest, diese Nanopartikel, so leicht wie sie in den Körper hineingelangen können, so schwer sind sie wieder herauszubekommen.

Gigantisch, dennoch gespickt mit Nanotechnik: Der CMS-Detektor am europäischen Forschungszentrum Cern.

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