Nanotechnologie is techniek die werkt met superkleine stofjes en deeltjes (bijvoorbeeld in de orde van een nanometer, dat is een miljardste van een meter). Nanotechnologie heeft geleid tot vele nieuwe stoffen, zoals die koolstofnanobuisjes. Sommige materialen kregen op nanoschaal andere toepassingen, zoals ceriumdioxide in autobrandstoffen.

Naar een eenduidige definitie van nanotechnologie wordt nog gezocht, weet ir. Bart Walhout, onderzoeker aan het Rathenau Instituut in Den Haag. Om de voortgang in het onderzoek te garanderen stelt hij voor om een voorlopige omschrijving te gebruiken en die aan te passen als dat nodig is. „Het is niet erg als dat proces tien jaar duurt.” Gangbaar is nu dat de wetenschappen die zich bezighouden met chemische structuren kleiner dan 100 nanometer onder de noemer nanotechnologie vallen.

„Nanowetenschappers maken nieuwe technologische ontwikkelingen mogelijk”, stelt Walhout. „Sommige onderzoekers voorspellen zelfs een technologische revolutie. Door deze technologie vervagen de grenzen tussen wetenschappen en zijn ze op een ingenieuze manier met elkaar te combineren.”

Een volledig nieuwe wetenschap is nanotechnologie dus niet, beaamt de onderzoeker. Deze tak bouwt voort op natuurkunde, supramoleculaire chemie, biochemie en andere terreinen van de wetenschap.

„Het nieuwe eraan is wel dat er nu instrumenten beschikbaar zijn om de eigenschappen van de materie te bestuderen op de ultrakleine nanoschaal, zodat wetenschappers steeds beter begrijpen wat er gebeurt op het niveau van moleculen.”

Welke invloed deze stoffen op het milieu en de volksgezondheid hebben, is nog niet bekend.

„Onderzoek naar de risico’s van deze stoffen is de laatste jaren een ondergeschoven kindje geweest”, bevestigt Walhout. „Er gaapt een groot gat tussen de ontwikkeling van nieuwe materialen en de toxicologische kennis: we weten van veel stoffen niet wat ze doen. Daarbij komt dat wetenschappelijk onderzoek naar risico’s vaak niet echt spannend wordt gevonden.”

Het RIVM onderzoekt de schadelijkheid van veel nanodeeltjes, weet de technologisch onderzoeker. „Ze onderzoeken nanostoffen afzonderlijk in celkweken. Daarmee zijn echter de combinatie-effecten van mengsels nog niet bekend. Het RIVM zegt dan ook: „Risico’s zijn niet uit te sluiten.” Er is te veel nog onbekend. Het standaardbeoordelingssysteem –volgens de EU-richtlijn– houdt bovendien geen rekening met de samenstelling van mengsels, terwijl geen enkele stof puur in het milieu terechtkomt.”

Bij nanodeeltjes is het belangrijk om na te gaan in hoeverre ze kunnen vrijkomen. „Het risico is nihil als de deeltjes op hun plek blijven zitten. Zijn ze echter mobiel, dan is de vraag reëel: wat zijn de risico’s? Een vuistregel is: hoe beter afbreekbaar, hoe minder schadelijk.”

Sommige stoffen –als antiklontermiddel– zijn overigens al jaren in gebruik, zonder dat er schadelijke gevolgen van bekend zijn.

Walhout vindt het wel belangrijk dat er in ieder geval stappen genomen worden om tot een veiligheidsbeoordeling van nanostructuren te komen.

„Neem bijvoorbeeld koolstofnanobuisjes. De lange buisjes geven ontstekingsreacties in de longen en zijn daarmee vergelijkbaar met asbest; de kortere niet. Dat soort nuanceringen helpt de risicobeoordeling verder.”

De moeilijkheid waar de beoordelaars vervolgens tegenaan lopen is of ze elke afzonderlijke koolstofnanostructuur apart moeten registreren. Er zijn nanobollen en nanobuisjes. Deze buisjes zijn of enkel- of dubbelwandig.

„Hetzelfde geldt voor bijvoorbeeld titaandioxide. Elke afmeting van het kristal heeft zijn eigen aparte eigenschappen. Moet elke grootte afzonderlijk beoordeeld worden? Dat is een immense klus. Maar welke afmeting zit er in de zonnebrandcrème of is dat een mengsel met kristallen van allerlei grootten? En als het goed gaat bij een gezonde huid, hoe reageert een beschadigde erop?” vraagt Walhout zich af.

„Het Rathenau Instituut vindt deze kennishiaten onvoldoende aanleiding om te stoppen met nanotechnologie. We moeten wel zo snel mogelijk de kennisachterstand in de risicobeoordeling wegwerken.”

Daarbij bestaat de reële mogelijkheid dat fabrikanten fouten maken bij het beoordelen van stoffen, erkent Walhout. „We moeten ervan uitgaan dat ze naar eer en geweten handelen. Ze betreden hiermee echter een totaal nieuwe wereld. Dat er ergens iets misgaat is mogelijk, maar ik heb daar nu geen aanwijzingen voor. Wel pleit ik ervoor dat ze aan de slag gaan met het meest verdachte nanostofje.”

Denktank

Het Rathenau Instituut is sinds 1986 een onafhankelijke denktank van het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, dat het ook financiert. Het instituut is gelieerd aan de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW).

Het instituut stimuleert onder meer het publieke debat en de politieke oordeelsvorming over de effecten van nanotechnologie en maakt zowel de mogelijkheden als de risico’s zichtbaar voor mens en maatschappij (technology assessment).

Daarnaast onderzoekt het instituut hoe wetenschap als systeem is georganiseerd en hoe dit systeem reageert op wetenschappelijke, maatschappelijke en economische veranderingen (science system assessment).

Klein, kleiner kleinst

Nanotechnologie maakt het mogelijk te werken op het allerkleinste niveau, van moleculen en atomen. De naam is afgeleid van het Griekse woord ”nanos”, dat dwerg betekent.

Een nanometer is heel klein: 1 nanometer is een miljardste meter, evenveel als onze vingernagels groeien in tien seconden. Dat is met het blote oog niet te zien.

Met nanotechnologie kunnen eigenschappen van moleculen bestudeerd worden. Zo nodig slaan nanotechnologen zelf aan het sleutelen en passen ze die eigenschappen aan. Ze kunnen nieuwe materialen maken zoals onkrasbare autolak, onbrandbaar textiel en materiaal dat vuil en vocht afstoot.

Nanotechnologie maakt het mogelijk om kennis van verschillende wetenschapsgebieden te combineren, zodat bijvoorbeeld kunstmatig DNA gemaakt kan worden.

Nanospecial

De Stichting Reformatorische Wijsbegeerte bracht vorige week een special uit over het onderwerp nanotechnologie. De special is tot stand gekomen met subsidie van het Nanopodium en heeft als doel om binnen de kring van orthodoxe christenen een dialoog op gang te brengen en bezinning te bieden op het onderwerp.

De Nanospecial van het filosofieblad Beweging biedt een introductie in nanotechnologie, met name over de filosofische en de ethische implicaties. Het blad is gratis te downloaden op de site aspect.org.

Een papieren exemplaar is gratis te verkrijgen door een mail te sturen naar office.reform.philos@planet.nl of via telefoonnummer 035-5880205.

Dit is de eerste aflevering in een drieluik over nanotechnologie. De tweede aflevering verschijnt zaterdag.