Sand in der bekannten Form gehört natürlich nicht ins Getriebe. Sand besteht chemisch gesehen zu 46 Prozent aus Silizium. Dieser Stoff ist extrem hart und chemisch widerstandsfähig und eignet sich für zahlreiche Produkte wie zum Beispiel für Computerchips. Mit Hilfe der Nanotechnologie kann Silizium auch zur Veredelung von Oberflächen genutzt werden, um bei Motoren und Getrieben die Reibung zu minimieren. Dadurch verbrauchen sie weniger Energie und sind widerstandsfähiger.

Antrieb statt Abrieb

Fährt ein Zug in einen Bahnhof, ist das Quietschen seiner Räder oft weithin zu hören. Die Reibung seiner Bremsen ist hier ausdrücklich erwünscht, damit der Zug zum Stillstand kommt. Anders sieht es bei der Fortbewegung, dem Antrieb aus. Da soll die Reibung möglichst gering gehalten werden, um Energie zu sparen. So kommen Öl- und Schmierstoffe überall da zum Einsatz, wo Reibung und der damit einhergehende Verschleiß verhindert werden soll: Bei Maschinenteilen, die Kraft übertragen. Schätzungen der Autoindustrie gehen davon aus, dass nur 25 Prozent der im Kraftstoff enthaltenen Energie für die tatsächliche Vorwärtsbewegung genutzt werden. Durch Reibung geht allein im Motor 30 Prozent Energie verloren. Weitere 20 Prozent im Antriebsstrang durch Reibung bei Getriebe, Lenkung und Reifen. Den Rest benötigen Elektrik, Klimaanlage und Gebläse. Zur Hälfte hängt somit der Verbrauch von Motor und Antrieb ab. Und Reibung verbraucht nicht nur wertvolle Energie – der Verschleiß aneinander reibender Materialien führt zum Austausch wertvoller Bauteile. Alleine in Deutschland entstehen durch Abrieb Schäden von 35 Milliarden Euro pro Jahr.

Mit Hilfe der Nanotechnologie lassen sich die Wechselwirkungen zwischen Reibkörper, Gegenkörper und Schmiermittel auf molekularer Ebene erforschen und beeinflussen. Diese neuesten Erkenntnisse, wie sich die Beschaffenheit von Oberflächen verändern lässt, fließen  gezielt in die Herstellung von Motoren und Getrieben ein, zum Beispiel um deren oberste Materialebene ultraglatt und hart auszurüsten. Die geringe Reibung hilft bei der effizienten Energieumwandlung, gleichzeitig verringert die ultraharte Oberfläche den Verschleiß der Materialien. Daraus entstehen Anwendungen mit geringen Wartungs- und Instandhaltungskosten sowie einer hohen Zuverlässigkeit und Gebrauchsdauer.

Als Folge erzeugen solche Motoren bei gleicher Leistung weniger Abgase und sind weniger reparaturanfällig. Nanotechnologie hilft deshalb aktiv beim Schutz der Umwelt und dem effizienten Einsatz unserer Ressourcen.