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Im Gespräch mit ProSicherheit lässt der Zukunftsforscher Dr. Karlheinz Steinmüller die technologische Entwicklung der Miniaturisierung Revue passieren. Zudem gibt der wissenschaftliche Direktor bei „Z-punkt, The Foresight Company“, einem Beratungsunternehmen für strategische Zukunftsfragen, einen Ausblick darauf, was in diesem Bereich in den nächsten Jahrzehnten zu erwarten ist.

Was versteht man unter dem Begriff "Miniaturisierung" und welche Voraussetzungen haben sie möglich gemacht?

Wörtlich bedeutet Miniaturisierung "Verkleinerung". In der Technik meint man damit, dass dieselben Funktionen in einem kleineren Raum realisiert werden, d. h. das Volumen von technischen Geräten schrumpft. Die Miniaturisierung wird möglich durch ständig neue Bearbeitungstechnologien. Indem die Produkte verkleinert werden, werden auch die Werkzeuge verkleinert. Und mit verkleinerten Werkzeugen kann man dann wieder kleinere Produkte herstellen. Das lässt sich sehr schön in der Computerindustrie beobachten, wo es gelingt, immer kleinere Strukturen in das Material hineinzubringen. Die Techniken, die zum Einsatz kommen, bauen selbst auf Ergebnissen der Computertechnologie auf. Insofern ist das ein sich selbst tragender Prozess. Neben diesen technischen oder naturwissenschaftlichen Voraussetzungen gibt es auch eine ökonomische Grundlage für die Miniaturisierung, denn mit der Verkleinerung sind in der Regel auch erhebliche Kostenersparnisse und Leistungsgewinne zu verzeichnen.

Ist ein Ende des Prozesses der Miniaturisierung in Sicht?

Bis jetzt nicht. Man kann darüber spekulieren, dass bestimmte Technologien an ein Ende geraten. Gordon Moore, der Erfinder des Moore´schen Gesetzes, hat einmal gesagt, dass wir in ungefähr zehn Jahren an das Ende der existierenden Silizium-Lithografie-Technologien bei den Computerchips gelangen. Das stimmt zwar, aber es steht ein ganzes Bündel von neuen Technologien bereit, um diese Grenze - in der Fachsprache heißt sie "red brick wall", also "rote Ziegelmauer" - zu durchbrechen und zu noch kleineren Dimensionen vorzudringen. Die Miniaturisierung führt in einigen Bereichen heute bereits in die Nanotechnologie hinein.

Welche technischen Vorteile hat die Miniaturisierung beispielsweise bei der Installation von Rauchmeldern?

Es gelingt, sehr viel feinere und bessere Sensoren zu konstruieren, die gezielter reagieren, so dass man eine höhere Qualität erhält. Höhere Qualität bedeutet sowohl, dass früher Alarm gegeben wird, als auch, dass Fehlalarme noch besser ausgeschaltet werden können. Außerdem könnte ein Rauchmelder Funktionen übernehmen, die ihm heute noch gar nicht zugeschrieben werden, beispielsweise die Überwachung der Luftqualität in Innenräumen. Das ist in der Industrie, aber auch in Büros mitunter ein Problem. Sensoren, die bestimmte Molekülarten feststellen, die nur als Luftverschmutzung auftreten können, können zugleich auch Molekülarten feststellen, die auf einen Brand hinweisen. Insofern ergibt sich da ein ganz anderes System der Innenraumüberwachung.

Wie geht es in Zukunft mit der Miniaturisierung weiter? Kann man eventuell Gegentrends erwarten?

Es gibt bereits einen ganz massiven Gegentrend bzw. eine gegensätzliche Rahmenbedingung, nämlich dass die mikroskopischen Dinge natürlich noch makroskopisch nutzbar sein müssen. Wir erleben es beim Handy, da ist eine weitere Verkleinerung praktisch nicht sinnvoll, weil man sonst die Tastatur nicht mehr nutzen kann. Die Nutzerschnittstelle, also die Beziehung zwischen Mensch und Maschine, führt dazu, dass eine bestimmte Dimension gewahrt werden muss. Es gibt Grenzen, die von uns Menschen mit unserer Normalgröße vorgeschrieben werden. Zum anderen ist die Frage, inwieweit man wirklich mit Quanteneffekten wird umgehen können. Da gibt es Probleme für die Miniaturisierung, nur stehen diese noch lange nicht an. Ich bin ziemlich sicher, dass die Miniaturisierung fast durch das ganze 21. Jahrhundert hindurch noch relativ gleichmäßig weiterlaufen wird. Begonnen hat die Miniaturisierung, indem mechanische Teile kleiner gemacht worden sind. Jetzt kommen wir in einen Bereich, wo wir zum einen Nanotechnologien, zum anderen Biotechnologien nutzen. Das heißt, wir bekommen im Endergebnis der Miniaturisierung ganz anders aufgestellte Technologien als wir sie in unserem normalen makroskopischen Umfeld haben.