[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/11\/27\/molekulartechnik-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/11\/27\/molekulartechnik-wikipedia\/","headline":"Molekulartechnik – Wikipedia","name":"Molekulartechnik – Wikipedia","description":"before-content-x4 Molekulartechnik ist ein aufstrebendes Forschungsgebiet, das sich mit dem Design und Testen molekularer Eigenschaften, Verhaltensweisen und Wechselwirkungen befasst, um","datePublished":"2020-11-27","dateModified":"2020-11-27","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/a\/a6\/SizeVersusComplexity.png\/220px-SizeVersusComplexity.png","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/a\/a6\/SizeVersusComplexity.png\/220px-SizeVersusComplexity.png","height":"143","width":"220"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/11\/27\/molekulartechnik-wikipedia\/","wordCount":6034,"articleBody":"     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});before-content-x4Molekulartechnik ist ein aufstrebendes Forschungsgebiet, das sich mit dem Design und Testen molekularer Eigenschaften, Verhaltensweisen und Wechselwirkungen befasst, um bessere Materialien, Systeme und Prozesse f\u00fcr bestimmte Funktionen zusammenzusetzen.  Dieser Ansatz, bei dem beobachtbare Eigenschaften eines makroskopischen Systems durch direkte \u00c4nderung einer Molek\u00fclstruktur beeinflusst werden, f\u00e4llt in die breitere Kategorie des \u201eBottom-up\u201c -Designs.  Molecular Engineering befasst sich mit Materialentwicklungsbem\u00fchungen in neuen Technologien, die rigorose rationale molekulare Designans\u00e4tze f\u00fcr Systeme mit hoher Komplexit\u00e4t erfordern.       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Die Molekulartechnik ist von Natur aus sehr interdisziplin\u00e4r und umfasst Aspekte der chemischen Technik, der Materialwissenschaften, der Biotechnik, der Elektrotechnik, der Physik, des Maschinenbaus und der Chemie.  Es gibt auch erhebliche \u00dcberschneidungen mit der Nanotechnologie, da beide das Verhalten von Materialien im Nanometerbereich oder kleiner betreffen.  Angesichts der grunds\u00e4tzlichen Natur molekularer Wechselwirkungen gibt es eine Vielzahl potenzieller Anwendungsbereiche, die m\u00f6glicherweise nur durch die eigene Vorstellungskraft und die Gesetze der Physik begrenzt sind.  Einige der fr\u00fchen Erfolge der molekularen Technik sind jedoch in den Bereichen Immuntherapie, synthetische Biologie und druckbare Elektronik zu verzeichnen (siehe Anwendungen der molekularen Technik).Molecular Engineering ist ein dynamisches und sich entwickelndes Gebiet mit komplexen Zielproblemen.  Durchbr\u00fcche erfordern anspruchsvolle und kreative Ingenieure, die disziplin\u00fcbergreifend vertraut sind.  Eine rationale Engineering-Methodik, die auf molekularen Prinzipien basiert, steht im Gegensatz zu den weit verbreiteten Trial-and-Error-Ans\u00e4tzen, die in allen technischen Disziplinen \u00fcblich sind.  Anstatt sich auf gut beschriebene, aber schlecht verstandene empirische Korrelationen zwischen dem Aufbau eines Systems und seinen Eigenschaften zu st\u00fctzen, versucht ein molekularer Entwurfsansatz, die Systemeigenschaften direkt zu manipulieren, indem er ihre chemischen und physikalischen Urspr\u00fcnge versteht.  Dies f\u00fchrt h\u00e4ufig zu grundlegend neuen Materialien und Systemen, die erforderlich sind, um herausragende Anforderungen in zahlreichen Bereichen zu erf\u00fcllen, von Energie \u00fcber Gesundheitswesen bis hin zu Elektronik.  Dar\u00fcber hinaus sind Trial-and-Error-Ans\u00e4tze mit der zunehmenden Komplexit\u00e4t der Technologie h\u00e4ufig kostspielig und schwierig, da es schwierig sein kann, alle relevanten Abh\u00e4ngigkeiten zwischen Variablen in einem komplexen System zu ber\u00fccksichtigen.  Molekulartechnische Bem\u00fchungen k\u00f6nnen Berechnungswerkzeuge, experimentelle Methoden oder eine Kombination aus beiden umfassen.       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Table of ContentsGeschichte[edit]Anwendungen[edit]Verbraucherprodukte[edit]Energiegewinnung und -speicherung[edit]Umwelttechnik[edit]Immuntherapie[edit]Synthetische Biologie[edit]Verwendete Techniken und Instrumente[edit]Computergest\u00fctzte und theoretische Ans\u00e4tze[edit]Mikroskopie[edit]Molekulare Charakterisierung[edit]Spektroskopie[edit]Oberfl\u00e4chenwissenschaft[edit]Synthesemethoden[edit]Andere Werkzeuge[edit]Forschung \/ Lehre[edit]Siehe auch[edit]Generelle Themen[edit]Verweise[edit]Geschichte[edit]Die Molekulartechnik wurde erstmals 1956 in der Forschungsliteratur von Arthur R. von Hippel erw\u00e4hnt, der sie als “… eine neue Art des Denkens \u00fcber technische Probleme” definierte. Anstatt vorgefertigte Materialien zu verwenden und zu versuchen, technische Anwendungen zu entwickeln, die ihren makroskopischen Eigenschaften entsprechen, man baut Materialien aus ihren Atomen und Molek\u00fclen f\u00fcr den vorliegenden Zweck. “[1]  Dieses Konzept wurde in Richard Feynmans wegweisendem Vortrag von 1959 wiederholt Dort unten ist viel platz, von dem allgemein angenommen wird, dass es einige der Grundideen auf dem Gebiet der Nanotechnologie hervorbringt.  Trotz der fr\u00fchen Einf\u00fchrung dieser Konzepte war es erst Mitte der 1980er Jahre mit der Ver\u00f6ffentlichung von Motoren der Sch\u00f6pfung: Das kommende Zeitalter der Nanotechnologie von Drexler, dass die modernen Konzepte der Nano- und Molekularwissenschaft im \u00f6ffentlichen Bewusstsein zu wachsen begannen.Die Entdeckung elektrisch leitender Eigenschaften in Polyacetylen durch Alan J. Heeger im Jahr 1977[2]  \u00f6ffnete effektiv das Gebiet der organischen Elektronik, das sich als Grundlage f\u00fcr viele molekulartechnische Bem\u00fchungen erwiesen hat.  Das Design und die Optimierung dieser Materialien haben zu einer Reihe von Innovationen gef\u00fchrt, darunter organische Leuchtdioden und flexible Solarzellen.Anwendungen[edit]Molekulares Design war ein wichtiges Element vieler Disziplinen in der Wissenschaft, einschlie\u00dflich Bioingenieurwesen, Chemieingenieurwesen, Elektrotechnik, Materialwissenschaften, Maschinenbau und Chemie.  Eine der anhaltenden Herausforderungen besteht jedoch darin, die kritische Masse an Arbeitskr\u00e4ften unter den Disziplinen zusammenzuf\u00fchren, um den Bereich von der Designtheorie bis zur Materialherstellung und vom Ger\u00e4tedesign bis zur Produktentwicklung abzudecken.  Obwohl das Konzept der rationalen Entwicklung von Technologie von unten nach oben nicht neu ist, ist es noch weit davon entfernt, in weitreichende Forschungs- und Entwicklungsbem\u00fchungen umgesetzt zu werden.       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Molekulartechnik wird in vielen Branchen eingesetzt.  Einige Anwendungen von Technologien, bei denen Molecular Engineering eine entscheidende Rolle spielt:Verbraucherprodukte[edit]Antibiotika-Oberfl\u00e4chen (z. B. Einbau von Silbernanopartikeln oder antibakteriellen Peptiden in Beschichtungen zur Verhinderung einer mikrobiellen Infektion)[3]Kosmetik (zB rheologische Modifikation mit kleinen Molek\u00fclen und Tensiden im Shampoo)Reinigungsprodukte (zB Nanosilber in Waschmittel)Unterhaltungselektronik (zB organische Leuchtdiodenanzeigen (OLED))Elektrochrome Fenster (zB Fenster im Boeing 787 Dreamliner)Emissionsfreie Fahrzeuge (z. B. fortschrittliche Brennstoffzellen \/ Batterien)Selbstreinigende Oberfl\u00e4chen (zB superhydrophobe Oberfl\u00e4chenbeschichtungen)Energiegewinnung und -speicherung[edit]Umwelttechnik[edit]Wasserentsalzung (z. B. neue Membranen zur hocheffizienten, kosteng\u00fcnstigen Ionenentfernung)[12]Bodensanierung (z. B. katalytische Nanopartikel, die den Abbau langlebiger Bodenverunreinigungen wie chlorierte organische Verbindungen beschleunigen)[13]Kohlenstoffbindung (zB neue Materialien f\u00fcr CO2 Adsorption)[14]Immuntherapie[edit]Impfstoffe auf Peptidbasis (z. B. makromolekulare Anordnungen von amphiphilen Peptiden induzieren eine robuste Immunantwort)[15]Peptidhaltige Biopharmazeutika (z. B. Nanopartikel, Liposomen, Polyelektrolytmizellen als Abgabevehikel)[16]Synthetische Biologie[edit]CRISPR – Schnellere und effizientere Gen-Editing-TechnikGenabgabe \/ Gentherapie – Entwicklung von Molek\u00fclen zur Abgabe modifizierter oder neuer Gene in Zellen lebender Organismen zur Heilung genetischer St\u00f6rungenMetabolic Engineering – \u00c4nderung des Stoffwechsels von Organismen zur Optimierung der Produktion von Chemikalien (z. B. synthetische Genomik)Protein Engineering – \u00c4nderung der Struktur bestehender Proteine, um bestimmte neue Funktionen zu erm\u00f6glichen, oder Schaffung vollst\u00e4ndig k\u00fcnstlicher ProteineDNA-funktionalisierte Materialien – 3D-Anordnungen von DNA-konjugierten Nanopartikelgittern[17]Verwendete Techniken und Instrumente[edit]Molekularingenieure verwenden hochentwickelte Werkzeuge und Instrumente, um die Wechselwirkungen von Molek\u00fclen und Materialoberfl\u00e4chen auf molekularer und nanoskaliger Ebene zu untersuchen.  Die Komplexit\u00e4t der an der Oberfl\u00e4che eingef\u00fchrten Molek\u00fcle nimmt zu, und die Techniken zur Analyse der Oberfl\u00e4cheneigenschaften auf molekularer Ebene \u00e4ndern sich st\u00e4ndig und verbessern sich.  In der Zwischenzeit haben Fortschritte im Hochleistungsrechnen den Einsatz von Computersimulationen bei der Untersuchung molekularer Systeme erheblich erweitert.Computergest\u00fctzte und theoretische Ans\u00e4tze[edit]  Ein EMSL-Wissenschaftler, der das Umwelttransmissionselektronenmikroskop am Pacific Northwest National Laboratory verwendet.  Das ETEM bietet In-situ-Funktionen, die eine Bildgebung mit atomarer Aufl\u00f6sung und spektroskopische Untersuchungen von Materialien unter dynamischen Betriebsbedingungen erm\u00f6glichen.  Im Gegensatz zum herk\u00f6mmlichen Betrieb von TEM unter Hochvakuum erm\u00f6glicht das ETEM von EMSL in einzigartiger Weise die Bildgebung in Hochtemperatur- und Gasumgebungen.Mikroskopie[edit]Molekulare Charakterisierung[edit]Spektroskopie[edit]Oberfl\u00e4chenwissenschaft[edit]Synthesemethoden[edit]Andere Werkzeuge[edit]Forschung \/ Lehre[edit]Mindestens drei Universit\u00e4ten bieten Hochschulabschl\u00fcsse f\u00fcr Molekulartechnik an: die University of Chicago,[18]  die Universit\u00e4t von Washington,[19]  und Kyoto University.[20]  Diese Programme sind interdisziplin\u00e4re Institute mit Fakult\u00e4ten aus verschiedenen Forschungsbereichen.Die akademische Zeitschrift Molecular Systems Design & Engineering[21]  ver\u00f6ffentlicht Forschungsergebnisse aus einer Vielzahl von Themenbereichen, die “eine molekulare Entwurfs- oder Optimierungsstrategie demonstrieren, die auf die Funktionalit\u00e4t und Leistung bestimmter Systeme abzielt”.Siehe auch[edit]Generelle Themen[edit]Verweise[edit]^ von Hippel, Arthur R (1956).  “Molecular Engineering”. Wissenschaft. 123 (3191): 315\u2013317.  doi:10.1126 \/ science.123.3191.315.  JSTOR 1750067.  PMID 17774519.^ Chiang, CK (1977-01-01).  “Elektrische Leitf\u00e4higkeit in dotiertem Polyacetylen”. Briefe zur k\u00f6rperlichen \u00dcberpr\u00fcfung. 39 (17): 1098\u20131101.  Bibcode:1977PhRvL..39.1098C.  doi:10.1103 \/ PhysRevLett.39.1098.^ Gallo, Jiri;  Holinka, Martin;  Moucha, Calin S. (2014-08-11). “Antibakterielle Oberfl\u00e4chenbehandlung f\u00fcr orthop\u00e4dische Implantate”. Internationales Journal f\u00fcr Molekulare Wissenschaften. 15 (8): 13849\u201313880.  doi:10.3390 \/ ijms150813849.  PMC 4159828.  PMID 25116685.^ Huang, Jinhua;  Su, Liang;  Kowalski, Jeffrey A.;  Barton, John L.;  Ferrandon, Magali;  Burrell, Anthony K.;  Brushett, Fikile R.;  Zhang, Lu (14.07.2015).  “Ein subtraktiver Ansatz zur molekularen Entwicklung von Redoxmaterialien auf Dimethoxybenzolbasis f\u00fcr nichtw\u00e4ssrige Durchflussbatterien”. J. Mater.  Chem.  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