Basics
Cos’è la nanotecnologia?
La nanotecnologia è un vasto settore che include tutte le attività a livello atomico e molecolare (o, più precisamente, fra 1 e 100 nanometri) che possano trovare applicazione nel mondo reale. Molti, riconoscendo questa grande diversità, preferiscono parlare di «nanotecnologie» piuttosto che di «nanotecnologia».
Esiste una caratteristica che accomuna molte nanotecnologie: la possibililtà di sfruttare le proprietà specifiche che i materiali manifestano in questa scala dimensionale. Per esempio, riducendo un determinato volume di un materiale alle sue particelle a nanoscala, si aumenta notevolmente la sua superficie, il che rende il materiale più reattivo (è per questa ragione che lo zucchero a velo si scioglie più rapidamente dello zucchero granulato). Inoltre, grazie alle loro dimensioni, le nanoparticelle possono entrare nelle cellule di un corpo o passare attraverso la pelle.
Come accade per qualsiasi altra nuova tecnologia (per esempio, il vapore e l’elettricità), anche tutte queste specifiche proprietà possono trovare impieghi positivi o negativi, a seconda della situazione.
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Moltissimo! A questa scala, materiali familiari possono manifestare nuove proprietà elettriche, chimiche e magnetiche; possiamo manipolare i singoli atomi e persino creare minuscoli motori.
Le nanoparticelle sono frammenti minuscoli di un materiale. Quanto più piccole le particelle, tanto maggiore – relativamente – la loro superficie. Ecco perché lo zucchero a velo si scioglie più rapidamente dello zucchero granulato.
Le particelle nano possono essere in grado di penetrare nelle cellule corporee o attraversare la pelle. Come qualsiasi nuova tecnologia (p. es., l’elettricità), queste proprietà possono trovare applicazioni benefiche o dannose.
Le cose si comportano in maniera poco usuale. Per esempio:
• L’oro, di solito non reattivo, lo diventa , e fonde a una temperatura inferiore.
• Il rame non è più un buon conduttore di elettricità.
Nanotecnologia è un termine generico utilizzato per descrivere tutte le tecnologie che si occupano di oggetti che, in almeno una delle dimensioni, misurano fra 1 e 100 nanometri.
Le rocce sedimentarie possono contenere nanoparticelle di oro ed argento. Le eruzioni vulcaniche producono nanoparticelle, ed anche alcuni composti salini nel mare ne contengono.
Un nanotubo è simile a un minuscolo foglietto di carbonio, arrotolato a cilindro, del diametro di pochi nanometri, circa 10,000 volte più sottile di un capello umano.
“Le fabbriche ed i laboratori di ricerca dovrebbero trattare nanoparticelle e nanotubi come materiali tossici, e tentare di ridurne o eliminarne la presenza dai loro scarichi.”
Nanoparticelle e nanotubi hanno proprietà differenti rispetto alla stessa sostanza chimica con maggiori dimensioni. Grazie alle loro ridottissime dimensioni, queste particelle potrebbero penetrare all’interno di una cellula ed avere un maggiore potenziale tossico.
La Royal Society inglese, un’organizzazione scientifica indipendente, ha raccomandato che si eviti l’esposizione umana a nanotubi dispersi in aria fino alla conclusione di ulteriori ricerche.
Secondo lo scienziato Eric Drexler, le nanomacchine sarebbero in grado di replicarsi da sé, e potrebbero quindi consumare tutte le risorse materiali esistenti sulla Terra. Ciò non è più considerato possibile e l’autore ha ritirato la sua tesi.
Manifestano proprietà elettriche e forza straordinarie: sono 100 volte più forti dell’acciaio e 6 volte più leggeri caratteristiche che possono rivelarsi utili per la somministrazione di medicinali ed per altre applicazioni elettriche e meccaniche.
Nel 2010 gli Stati Uniti ed il Giappone sono i maggiori investitori. L’UE ed altri Paesi europei hanno previsto una spesa superiore ai 4 miliardi di euro nei prossimi quattro anni. Anche i maggiori Paesi in via di sviluppo stanno investendo somme considerevoli.
Sono stati fabbricati calzini che contengono nanoparticelle di argento, per ridurre l’odore della sudorazione . L’effetto antibatterico dell’argento è potenziato dalla maggiore area offerta dalla nano-scala.
La marina americana sta iniziando a rivestire le sue navi con nanostrati di ceramica, il che impedisce agli organismi marini di danneggiare i componenti in metallo, con un risparmio in costi di manutenzione di circa un milione di dollari all’anno per nave.
Si possono utilizzare nanoparticelle magnetiche per indirizzare e posizionare medicinali nella zona colpita dalla malattia. Si possono riempire dei nanotubi con i medicinali e controllare la loro somministrazione dall’esterno del corpo.
Si possono utilizzare minuscole particelle d’oro attaccate a dei frammenti di DNA per individuare la presenza nel sangue di organismi nocivi come virus e batteri.
Si potrebbero incapsulare i vaccini in nanomateriali, eliminando così la necessità di refrigerarli. Cosa succeda quando questi materiali si rompono, ancora non si sa. Degli studi sono attualmente in corso per determinarlo.
Si può fare in modo che nanoparticelle di ferro si leghino a cellule cancerose; la temperatura delle nanoparticelle può essere aumentata con dei campi magnetici, distruggendo così le cellule cancerose.
Attualmente, le protesi d’anca in plastica durano circa 10 anni. Ricoprendole con uno strato di ceramica, potrebbero durare fino a 40 anni, grazie all’aumento della resistenza che la ceramica manifesta su nanoscala.
Nuove fonti di luce che contengano nanotubi di carbonio potrebbero dimezzare la quantità di energia elettrica attualmente utilizzata.
L’uso di nuovi materiali potrebbe ridurre il costo dei pannelli solari, e la produzione d’elettricità solare su larga scala diverrebbe così economicamente conveniente.
Sarebbe possibile utilizzare nanoparticelle specializzate per purificare acqua, terra o persino aria inquinate. Siamo attualmente in grado di produrre membrane con pori di dimensioni tanto ridotte da riuscire ad eliminare i virus dall’acqua.
Si potrebbero utilizzare nanomateriali in grado di emettere luce per fare schermi TV dello spessore di un foglio di carta, da poter arrotolare come un giornale, funzionanti con una carica elettrica minima.
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E’ accettabile che si applichino processi sviluppati per trattamenti medici al perfezionamento del corpo umano, ad esempio per migliorare le capacità mnemoniche o rallentare il processo di invecchiamento?
Alcune persone ritengono che faranno parte della nostra vita come oggi l’elettricità o la plastica, ma nessuno è in grado di prevedere l’utilità futura dell’attuale nanoscienza.
Fra gli esempi classici: la resistenza ai medicinali di virus o batteri; la persistenza di sostanze chimiche nell’ambiente; i disastri nucleari; le perdite di petrolio in mare; l’effetto serra.
Gli effetti delle nanotecnologie saranno altrettanto imprevedibili.
Potrebbe nascere una discriminazione contro gli esseri umani che non si sono sottoposti a 'miglioramenti'.
In che misura il pubblico dovrebbe essere coinvolto nel determinare le tappe della ricerca nanotecnologica? E come?
La questione principale relativamente all’equità riguarda le maniere in cui si possono utilizzare le nanotecnologie per aiutare lo sviluppo e ridurre le differenze fra ricchi e poveri.
Gli effetti della penetrazione delle nanoparticelle all’interno di un organismo sono ancora poco chiari. Fra l’altro, si teme che possano alterare il funzionamento delle proteine.
Le nanoparticelle non rappresentano una novità. Sono contenute nei gas emessi da motori diesel, da candele accese e da toast che bruciano, nel fumo di sigaretta e nella lacca per capelli – tutti gas che inaliamo spesso.
Non esiste praticamente alcun dato riguardo agli effetti delle nanoparticelle sulle specie non umane, o nell’ambiente, in aria, acqua o suolo.
Non possiamo impedire lo sviluppo delle conoscenze umane con l’imposizione di regolamentazioni restrittive.
C’è chi sostiene che la nanotecnologia è neutra dal punto di vista etico, e che il suo impatto dipende da come è utilizzata. Ma molti ritengono che la tecnologia rifletta i valori di chi la inventa, di chi la finanzia e della società in generale.
C’è differenza fra le ricerche finanziate dall’industria e quelle finanziate dallo Stato? Dovrebbero essere regolate in maniere differenti? È accettabile che le ricerche a scopi commerciali siano mantenute ‘segrete’?
Le nanotecnologie potrebbero aggravare le diseguaglianze tecnologiche mondiali?
Una regolamentazione molto rigida in Occidente farebbe trasferire i produttori in Paesi più poveri? Si sottoporrebbero delle popolazioni in via di sviluppo a rischi da cui noi siamo protetti nei nostri Paesi?
• Chi controlla la loro utilizzazione?
• Chi trae beneficio dalla loro utilizzazione?
Dovremmo accontentarci di vivere un numero ‘normale’ di anni, o dovremmo provare a fermare il processo di invecchiamento?
Esiste un serio pericolo di sviare le nanotecnologie dal loro obiettivo se la ricerca approfondita delle loro implicazioni etiche, ambientali, economiche, legali e sociali non progredirà tanto rapidamente quanto il progresso scientifico.
“Una regolamentazione valida è più significativa di qualsiasi partecipazione pubblica.” Jonathon Porritt, ambientalista inglese.
Il rapporto della Royal Society inglese, un’organizzazione scientifica indipendente, afferma che dovrebbe essere avviato "prima che le decisioni critiche sulla tecnologia siano irreversibili o 'definitivamente incorporate'". Ciò tende ad accadere quando le imprese cominciano a immettere i loro prodotti sul mercato.
È praticamente impossibile rallentare o controllare delle aree scientifiche di un singolo Paese, in un mondo tanto interconnesso quanto l'attuale .
Possiamo davvero elaborare un processo di regolamentazione e controllo per un’area così vasta e in rapido sviluppo come le nanotecnologie?
Essa può essere sufficiente per le applicazioni più frequenti in Paesi che già dispongono di legislazioni forti in aree quali: la salute pubblica e la sicurezza su lavoro, i medicinali e l’ambiente.
I governi disporrebbero di una "capacità di sorveglianza illimitata", con la possibilità di un monitoraggio invisibile e altri dispositivi di controllo.
Le tecnologie del XXI secolo – genetica, nanotecnologia e robotica – sono tanto potenti da rischiare di provocare nuovi tipi di incidenti ed abusi. E per la prima volta, esse sono alla portata di singoli individui o piccoli gruppi.
Essi permetterebbero a produttore e venditore di individuare chi li ha acquistati e dove sono ubicati Si tratta di un beneficio (per esempio nella prevenzione dei furti) o di un inconveniente (per esempio violazione della privacy)?
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Policies
Espansione rapida delle nanotecnologie, minima regolamentazione.
Promuovere la rapida espansione delle nanotecnologie, con una regolamentazione minima, per assicurare i maggiori benefici possibili il più velocemente possibile.
Procedere con le nanoscienze, ma regolamentare.
Autorizzare la prosecuzione della ricerca nel campo delle nanotecnologie, creando nuove regole per accompagnare le nuove potenziali applicazioni man a mano che queste emergono.
Nanoscienza regolamentata da un dibattito pubblico
Simile alla posizione 2, ma prevede l’apertura immediata di un dibattito pubblico sulle direzioni da intraprendere nella ricerca e sulle possibili applicazioni.
Nessuna nanoscienza che non sia specificamente e pubblicamente autorizzata.
Permettere esclusivamente la ricerca e le applicazioni i cui obiettivi specifici siano stati approvati dopo dibattiti e confronti prolungati e pubblici.
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