Nanotechnologie stále s otazníkem?

Zatím pro mnohé tajuplná nanotechnologie, nanověda, nanomedicína, nanomateriály, nanoelektronika… - to jsou dnes často používané výrazy, často citované i českými sdělovacími médii. Studium a aplikace jevů a technologie vytváření struktur v rozměrech nanometrů se podporuje celosvětově v nebývalém rozsahu z veřejných prostředků a je středem pozornosti soukromých společností (malých i velkých), zvláště pokud jsou zaměřeny na elektroniku, chemii a energetiku. Existuje řada názorů na nanotechnologie, na výhody a problémy, které mohou přijít s jejich rozvojem. Diskutuje se především o tom, co nanotechnologie zahrnují a co mohou znamenat pro společnost. Na jedné straně jsou předkládány představy o revoluční podstatě nanotechnologií, jejichž rozvoj radikálně a rychle změní současný vývoj. Na druhé straně jsou považovány za technologie vycházející ze známých postupů, které se budou rozvíjet postupně. Nejradikálnější koncepce jsou založeny především na teoretických možnostech nanotechnologií a na jejich perspektivním potenciálu. Naproti tomu opatrnější koncepce vycházejí ze současného stupně poznání a z minulých (ne vždy pozitivních) zkušeností se zaváděním zcela nových technologií (DDT, GMO). V poslední době čteme prognózy související s probíhající konvergencí a prorůstáním vědeckých oborů: biotechnologií, informačních technologií, nanotechnologií a dalších. Podle J. Spohrera z IBM na první konferenci věnované konvergenci vědních oborů v roce 2002 se očekává: „… že v 21. století, či v průběhu života nejbližších pěti generací, vyvolají průlomy v nanotechnologiích (smazání hranic mezi přírodními a člověkem vyrobenými molekulárními systémy), informačních technologiích (budou vytvořeny autonomní, inteligentní stroje), biotechnologiích (prodloužení života lidí za pomoci genomiky a proteomiky), kognitivních vědách a neurotechnologiích (vytvoření umělých syntetických nervových sítí a dekódování lidského kognomu) i sociálních vědách (porozumění memům a ovládnutí kolektivního IQ) technický pokrok a snad i změny nás, lidí, v takovém rozsahu, jaký byl dosažen od pravěku“. NANOTECHNOLOGIE JIŽ PRONIKAJÍ DO NAŠEHO ŽIVOTA I PRÁCE Současně pozorujeme nenápadné, ale trvalé pronikání výdobytků nanotechnologií do našeho života. V USA nedávno sestavili seznam prvních výrobků s prvky nanotechnologií, které pronikají do všech amerických domácností (Nanotech Investor News, 4.7.2007): ? nátěr firmy Behr pro kuchyně a koupelny obsahující přísady v nanorozměrech, které způsobují vyšší tvrdost povrchu a odolnost proti vodě, plísním a špíně ? šampón Pantene od firmy Procter & Gamble využívající nanotechnologie pro vytvoření výrazné „perlové“ vůně ? spotřebiče odolné bakteriím, společnost LG a jiní výrobci už nyní vyrábějí ledničky, pračky, sušičky, myčky i mobilní telefony povrchem obsahujícím nanočástice stříbra, které potlačují růst bakterií a zápach ? nešpinící se oděvy. Ať si koupíte kalhoty, saka či vázanky od firem Dockers, L.L. Bean nebo Brooks Bros., máte oděv z látky, která se díky aplikaci nanotechnologií nešpiní a nemačká ? kosmetické výrobky, dodavatelé kosmetiky, opalovacích krémů a jiných výrobků pro péči o kůži používají nanomateriály v jejich recepturách pro lepší dopravu účinných látek do kůže ? paměťové čipy. Výsledkem použití nanotechnologií při výrobě elektronických čipů jsou vysokokapacitní paměťové součástky používané kupř. v iPod Nano ? holicí strojek FX Diamond firmy Wilkinson Sword. Vynikající vlastnosti žiletek tohoto strojku jsou způsobeny použitím povlaku alfa diamantu v nanorozměrech ? nanotechnologie v automobilech, General Motors používá polymerní nanokompozity v bočních výliscích u značek GMC Safari, Chevrolet Impala a na obložení podlahy automobilu Hummer. Nissan X-Trail je vybaven blatníky odolnými vůči pomačkání ? sportovní nářadí, mnoho nových typů golfových holí, golfových míčků, tenisových raket, hokejových holí a jiného nářadí využívá různé nanomateriály pro zlepšení účinnosti nářadí ? fotopapír Kodak Ultima má povlak z 9 vrstev obsahujících keramické nanočástice. Papír odolává změnám, které mohou být způsobeny teplem, vlhkostí, světlem a ozonem. Několik serverů sleduje uvádění nanovýrobků a nanotechnologií na trh. Pokud se jedná o nanotechnologie ve spotřebním zboží, eviduje se v současné době 650 výrobků. Z toho 55 % souvisí s péči o zdraví (zejména kosmetika) a 2,6 % výrobků je určeno dětem (hračky). Přitom některé firmy již neuvádějí jako reklamu, že zboží obsahuje prvky nanotechnologií. Spíše upozorňují na výjimečné vlastnosti svých produktů. Mnohé výrobky obsahující prvky nanotechnologií jsou dostupné také v ČR. HROZÍ NÁM NĚJAKÉ NEBEZPEČÍ? Tento vývoj nedopřává klid odborníkům a organizacím, jež se zabývají potenciálním nebezpečím využívání nanotechnologií. Souvisí mj. s používáním synteticky vytvořených nanomateriálů ve formě částic (prášky, vlákna), které nejsou „pevně zabudovány“ do nějakého materiálu, příp. se z něj mohou nekontrolovatelně uvolňovat a různými cestami vnikat do živých organismů. Od roku 2000 probíhá rozsáhlý výzkum toxicity nanomateriálů a vedou se diskuse o regulaci jejich používání. Byly vytvořeny první celosvětově přijímané standardy, mj. pro hodnocení nanočástic. Budou-li nanotechnologie lépe prozkoumány, lze očekávat postupně vyjasnění jejich sociálních dopadů. V laboratořích vznikají nové nanostruktury, vyvíjejí se nové výrobky a roste počet kvalifikovaných výzkumníků. Již nyní existuje časové zpoždění ve studiu sociálních důsledků od doby prvních vědeckých objevů. Důležité je poznat, zda veřejnost akceptuje rizika: kupř. vliv elektromagnetického pole nebo záření televize na buňky je pronikavý. Zjišťujeme však, že tyto skutečnosti jsou akceptovány, protože magnetické pole existuje v přírodě a buňky mají schopnost regenerovat. Podobně existují v přírodě (nebo při lidské činnosti vznikají) nanočástice a živé buňky jsou s nimi již dlouho v interakci. Je zapotřebí, aby ti, co se zabývají sociálními vědami, byli členy výzkumných týmů. Aby zprostředkovávali informace a správně ovlivňovali veřejnost. Obecně se soudí, že největší perspektivu uplatnění v praxi budou mít nanotechnologie v nedaleké budoucnosti v medicíně (doprava léků do organismu, tkáňové inženýrství, léčba rakoviny atd.), elektronice (nanoelektronika, spintronika, senzory), energetice (solární články, palivové články, superkapacitory), chemickém inženýrství (nanokatalýza, čištění vod, léčiva), ale i ve stavebnictví, zemědělství a v dalších oborech. NEZASPALI JSME NA STARTOVNÍ PÁSCE? Poslední přehled rozvoje nanotechnologií v ČR byl zpracován v publikaci „Nanotechnologie v České republice – 2005“ (ISBN80- 7329-111-8), která je on-line dostupná na adrese www.nanotechnologie.cz. V současné době se tato publikace aktualizuje. Základním výzkumem v různých oblastech nanověd se zabývají pracovníci nejméně 25 ústavů AV ČR, 35 univerzitních fakult a 8 příspěvkových výzkumných organizací. Aplikovaný výzkum nanotechnologií se provádí v nejméně 11 výzkumně zaměřených společnostech soukromého sektoru a asi v 75 malých i velkých firmách výrobního charakteru. Výzkum je zaměřen především na zkoumání vlastností nanomateriálů, na techniky zviditelňování v nanorozměrech, dále na nanobiotechnologie a nanomedicínu, na nanoelektroniku a nanosenzory. Největším pracovištěm zkoumajícím různé aspekty nanotechnologií je Fyzikální ústav AV ČR v Praze. Finanční prostředky získávají veřejné instituce z výzkumných záměrů, grantů a výzkumných programů. Od roku 2006 se řeší výzkumné projekty v rámci programu „Nanotechnologie pro společnost“, který je spravován AV ČR. Program je zaměřen na čtyři podprogramy: ? Nanočástice, nanovlákna a nanokompozitní materiály ? Nanobiologie a nanomedicína ? Nano – makrorozhraní ? Nové jevy a materiály pro nanoelektroniku. UKONČENÍ A VYHODNOCENÍ PRVNÍCH PROJEKTŮ SE OČEKÁVÁ V LETECH 2010 A 2011 V současné době se vyhodnocuje 3. kolo veřejné soutěže na projekty, jejichž řešení bude zahájeno v roce 2008. Dosavadními výsledky prováděných výzkumných prací v AV ČR a na univerzitách jsou v drtivé míře publikace. V rezortním výzkumu podporovaném zejména MPO můžeme identifikovat první prakticky použitelné výsledky při výrobě polymerních nanovláken (Nanospider), nanokompozitů polymer – jíl, nových formulí nátěrových hmot a použití nanočástic oxidů železa. Vlastní aplikaci nanostrukturního titanu v dentálních implantátech představila ostravská firma Timplant. Vzrůstající počet malých a středních firem zajímajících se o uplatnění nanotechnologií ve výrobcích dává naději na jejich rychlejší využití. V roce 2006 byly založeny dva klastry (Nanomedic a Český nanotechnologický klastr), jako první vlaštovky spolupráce soukromého a veřejného sektoru. První univerzitou, která získala akreditaci tříletého bakalářského a dvouletého magisterského programu v oboru nanotechnologií je VŠB – Technická univerzita v Ostravě. Studium bude zahájeno v ročníku 2007-2008. Studium oboru „Nanotechnologie“ má na VŠB-TU Ostrava výrazný multidisciplinární charakter. Vychází z přírodovědných (zejména fyzikálních a chemických) disciplín a z inženýrských přístupů a opírá se o personální a laboratorní zázemí pracovišť. JAKÝ JE POSTOJ STÁTU? Zatímco ve více než 50 zemích byly založeny národní programy nanotechnologií, v ČR takový program chybí. Těžce prosazený program „Nanotechnologie pro společnost“ je zaměřen zejména na oblast základního výzkumu a nezabývá se dalšími důležitými oblastmi, jakými jsou výchova nových odborníků, standardizace, možné sociální a zdravotní dopady implementace nanotechnologií, strategie rozvoje tohoto interdisciplinárního oboru, výzkumná infrastruktura pro rozvoj nanotechnologií atd. Důležité dokumenty Evropské komise, kupř. sdělení Nanověda a nanotechnologie: Akční plán pro Evropu 2005 – 2009 s řadou výzev pro členské státy, zůstaly prakticky bez odezvy. Oblast nanotechnologií se neodlišuje od jiných odborných oblastí: při poměrně dobré úrovni výzkumu je implementace dosažených výsledků na nízké úrovni. ING. TASILO PRNKA, DRSC.