Bouwen met piepkleine steentjes
Hagelwitte zonnebrandcrème, krasbestendige deklagen en kleding waar nooit een vlek in komt. Nanotechnologie vindt vandaag de dag al breed toepassing. Toch moeten de échte doorbraken -en daarmee de ethische dilemma’s- nog komen. „We kunnen straks mensen genezen nog voor ze merken dat ze ziek zijn.”
Nanotechnologie wordt alom beschouwd als belangrijke bron van economische groei. Wereldwijd investeren overheden en bedrijven miljarden in deze techniek, waarbij gewerkt wordt op een schaal van miljoensten van een millimeter. Europa -dat in 2010 ’s werelds meest concurrerende en dynamische kenniseconomie wil zijn- geeft nanotechnologie topprioriteit en stelde voor de periode tot 2006 al 1,3 miljard euro beschikbaar.
Ook de Nederlandse overheid investeert fiks in de ultrafijne technologie, tot nu toe al zo’n 200 miljoen euro, waarvan het grootste gedeelte richting NanoNed vloeide, een samenwerkingsverband van acht kennisinstellingen en Philips. Wetenschappelijke vooruitgang op dit terrein moet de gewenste kenniseconomie dichterbij brengen.
Van de Nederlandse bedrijven die onderzoek doen naar nanotechnologie loopt Philips ver voorop. Het elektronicaconcern verricht onderzoek in alle mogelijke deelgebieden. Vice-president Hans Hofstraat van Philips Research heeft desondanks een pragmatische kijk op de ’nanohype’. „Eigenlijk is het voor een deel oude wijn in nieuwe zakken. Wij deden al onderzoek naar nanotechnologie lang voordat de term populair werd, destijds heette het micro-elektronica.”
Door nieuwe vindingen werken wetenschappers echter op steeds kleinere schaal, zegt Hofstraat. „Een tendens die bekend staat als de Wet van Moore. Deze wetenschapper voorspelde jaren geleden al dat het aantal transistors op een chip iedere twee jaar verdubbelt. Recent maakten we zelfs transistors met een structuur van 10 nanometer (10.000 keer kleiner dan een haar, MtB).”
Omdat Philips vooral brood op de plank wil krijgen, verricht het bedrijf geen „wetenschap om de wetenschap”, benadrukt Hofstraat. „Wij gaan volledig voor de toepassing van de techniek. Nanotechnologie maakt het ons mogelijk om voorheen ongrijpbare structuren van steeds kleinere afmetingen te beheersen.”
Hofstraat onderscheidt twee hoofddisciplines in de nanotechnologie. „De top-downmethode maakt nanostructuren door bestaande processen steeds verder te verkleinen. Toepassingen op dit gebied betreffen vooral de halfgeleiderindustrie. Hierdoor zijn veel producten kleiner te maken, denk bijvoorbeeld aan pacemakers. Bovendien kunnen we ze dankzij ingebouwde processors ook slimmer maken.”
Daarnaast is er de bottom-upmethode, waarmee je structuren bouwt met nanodeeltjes of zelfs moleculen. Op termijn kunnen hiermee processen -bijvoorbeeld in het lichaam- worden bekeken of beïnvloed. Dit zal grote veranderingen in de samenleving teweeg brengen, verwacht Hofstraat. „We krijgen een revolutie in de gezondheidszorg. Binnen een jaar of tien kunnen we bepaalde ziekten vaststellen en genezen nog voordat de symptomen zich openbaren.”
Dat kan met behulp van nanodeeltjes die zich alleen aan specifieke cellen in het lichaam binden, bijvoorbeeld kankercellen. Hofstraat: „In eerste instantie kun je die deeltjes gebruiken om ziektekenmerken te detecteren in bijvoorbeeld bloed. Op langere termijn zou je echter ook de geneesmiddelen aan de nanodeeltjes kunnen plakken, zodat ze precies op de goede plek worden afgeleverd en de tumor aanpakken zonder schade aan te richten aan het omliggende weefsel. We moeten hier echter nog veel over leren, het is toekomstmuziek.”
Dergelijk toepassingen van nanotechnologie roepen onmiskenbaar ethische vragen op, maar creëren ook angst. In Engeland ontstond een rel nadat prins Charles aangaf bang te zijn voor de ontwikkeling van zogeheten nanobots, wezens die zichzelf repliceren en vervolgens de macht grijpen. Ook zou nanotechnologie in theorie kunnen worden ingezet voor onbemande oorlogvoering. Zo spreekt het Rathenau Instituut, dat in Nederland een maatschappelijk debat over nanotechnologie wil aanzwengelen, in een recente studie over de ontwikkeling van autonome gevechtssystemen, zogeheten killer robots.
Hofstraat ziet dergelijke verhalen vooral als bangmakerij. „Ze zijn te danken aan sciencefictionachtige publicaties van schrijvers als Michael Crichton. Er bestaat een nogal grote hyperbool tussen deze verhalen en wat in werkelijkheid kan. Voorlichting kan echter een hoop angst wegnemen.”
Vrees is echter wel degelijk gegrond als het gaat om mogelijk schadelijke gevolgen van nanodeeltjes voor mens en milieu. Een door de overheid ingestelde werkgroep die dit in 2004 onderzocht, concludeerde dat het grootste gevaar van nanotechnologie voor de samenleving ligt in de ongecontroleerde verspreiding van giftige of niet afbreekbare nanodeeltjes.
Ook wat dit betreft toont Hofstraat zich pragmatisch. „Voor nanotechnologie gelden dezelfde veiligheidsvoorwaarden als voor andere processen. Natuurlijk zullen we de effecten van nanomaterialen goed moeten karakteriseren, hier liggen nog tal van uitdagingen. In principe volstaat de huidige wetgeving echter. Zo moet een nieuw medisch concept uitgebreide studies ondergaan voor marktintroductie kan plaatshebben.”