Η επίδρασή της είναι καταλυτική σε οποιαδήποτε βιομηχανία, από την αεροναυπηγική και την παραγωγή ενέργειας, μέχρι την ιατρική και τη γεωργία, από τη βιομηχανία φαρμάκων και καλλυντικών μέχρι εκείνη των υφασμάτων και ελαστικών, ενώ αναμένεται να μεταβάλει ριζικά τον εξοπλισμό και τις διαδικασίες παραγωγής που χρησιμοποιούνται σήμερα αλλά και το προφίλ του ανθρώπινου δυναμικού που εργάζεται στη βιομηχανία. Μέχρι το 2015 εκτιμάται πως η επίδραση της νανοτεχνολογίας στην παγκόσμια οικονομία &α μεταφράζεται σε αριθμούς της τάξης του ενός τρισεκατομμυρίου δολαρίων ενώ 9α απασχολεί περισσότερους από 2 εκατομμύρια ανθρώπους. Ωστόσο η βιομηχανική επανάσταση του περασμένου αιώνα δεν έφερε μαζί της μόνο την εξέλιξη και την ευημερία, αλλά και τεράστια οικολογικά προβλήματα στον πλανήτη και σημαντικές απειλές για την υγεία μας. Μήπως το ίδιο συμβεί και με την έλευση της νανοτεχνολογίας στην κα&ημερινότητά μας; Μήπως ανοίγοντας την πόρτα σε μια νέα πραγματικότητα, ανοίγουμε τους ασκούς του Αιόλου για την υγεία μας;
Ως νανοτεχνολογία ορίζεται η επιστήμη και η τεχνολογία που αφορά την κατανόηση και τη διαχείριση της ύλης όταν αυτή βρίσκεται σε διαστάσεις μεταξύ 1 και 100 νανομέτρων (το νανόμετρο είναι το ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου). Για να γίνει αντιληπτό σε πόσο μικρή κλίμακα μεγεθών αναφερόμαστε, αρκεί να σημειωθεί πως η ανθρώπινη τρίχα έχει διάμετρο ίση με 80.000 νανόμετρα περίπου. Στα πλαίσια της νανοτεχνολογίας περιλαμβάνονται, πέρα από τη διερεύνηση της ύλης, και η έρευνα και ανάπτυξη νέων υλικών, διατάξεων και συστημάτων με καινοτόμες ιδιότητες και λειτουργίες που οφείλονται ακριβώς στις νανοδιαστάσεις των συστατικών τους. Στην κλίμακα των νανομέτρων τα υλικά παρουσιάζουν φυσική, χημική και βιολογική συμπεριφορά εντελώς διαφορετική από τη συμπεριφορά που παρουσιάζουν τα ίδια υλικά τόσο σε μεγαλύτερες διαστάσεις όσο και σε ατομική ή μοριακή κλίμακα. Εδώ πρέπει να σημειωθεί πως νανοσωματίδια θα αποκαλούμε στη συνέχεια σωματίδια νανοδιαστάσεων που παρασκευάζονται σκόπιμα, με συγκεκριμένες ιδιότητες, με σκοπό τη μελέτη τους ή τη χρήση τους σε κάποια εφαρμογή. Σωματίδια στην κλίμακα των νανομέτρων προκύπτουν επίσης τυχαία, στην ατμόσφαιρα συνήθως, ως παραπροϊόν διαφόρων διεργασιών, όπως ανάφλεξη υλικών, σφυρηλάτηση, παρασκευή αεροζόλ, ηφαιστειακή δραστηριότητα. Επίσης, στην κλίμακα των νανομέτρων ανήκουν διάφορα βιολογικά συστήματα. Η νανοτεχνολογία δεν συμπεριλαμβάνει καμία από αυτές τις δύο περιπτώσεις. Αναφέρεται μόνο στα νανοσωματίδια που σχεδιάζονται και παρασκευάζονται σκόπιμα με συγκεκριμένο μέγεθος, σχήμα, επιφανειακές ιδιότητες και χημική σύνθεση, και στη συνέχεια ενσωματώνονται σε κάποιο αέριο, κολλοειδές διάλυμα ή σκόνη, με καθορισμένες ιδιότητες που οφείλονται ακριβώς στα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των νανοσωματιδίων, και οι οποίες θα μεταβληθούν αν μεταβληθούν και αυτά.
Τα νανοσωματίδια λοιπόν εμφανίζουν ιδιότητες μοναδικές και πρωτοφανείς, που οφείλονται αποκλειστικά και μόνο στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά τους, δηλαδή στο μέγεθος και στο σχήμα τους και που θα ήταν διαφορετικές αν το σωματίδιο είχε μεγαλύτερες διαστάσεις. Τον βασικότερο λόγο για τη διαφορετική συμπεριφορά των υλικών στις νανοδιαστάσεις αποτελεί το γεγονός πως σε αυτήν την περίπτωση διαθέτουν πολύ μεγάλο λόγο επιφάνειας προς μάζα. Καθώς δηλαδή τα σωματίδια σμικρύνονται, μειώνεται σημαντικά η μάζα τους ενώ αυξάνεται αναλογικά η επιφάνειά τους. Υπερτερούν έτσι σημαντικά οι επιφανειακές ιδιότητες έναντι των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων της κυρίως μάζας του υλικού αυτού. Ως αποτέλεσμα, παρουσιάζονται νέες ιδιότητες ή ενισχύονται σημαντικά ήδη υπάρχουσες, όπως η σκληρότητα, η αντοχή, η ελαστικότητα, η διάρκεια ζωής, που καθιστούν τα νανοσωματίδια απαραίτητα σε πρωτοποριακές εφαρμογές σε διάφορους τομείς της επιστήμης αλλά και της καθημερινής ζωής, με τα πρώτα προϊόντα να έχουν ήδη κάνει την εμφάνισή τους. Για παράδειγμα, έχουν ήδη κατασκευαστεί υφάσματα που δεν λεκιάζονται, βαφές αυτοκινήτων που δεν χαράσσονται και δεν λεκιάζονται επίσης, διαφανή αντηλιακά προϊόντα, και καλλυντικά με ενισχυμένες ιδιότητες.Η βιομηχανία των καλλυντικών μάλιστα είναι από τις ισχυρότερες στον χώρο της νανοτεχνολογίας, έχοντας ξεπεράσει άλλες, φαινομενικά πιο κοντά στον χώρο αυτό. Η L’Oreal, ο κολοσσός του χώρου των καλλυντικών, διαθέτει 192 πατέντες για προϊόντα που χρησιμοποιούν νανοτε-χνολογία, και κατατάσσεται έκτη στη λίστα με τις εταιρίες που διαθέτουν τις περισσότερες πατέντες (σχετικές με τη νανοτεχνολογία) στις Ηνωμένες Πολιτείες, ξεπερνώντας εταιρίες όπως η General Electric και η Motorola! Διαθέτει 600 εκατομμύρια δολάρια ετησίως για έρευνα πάνω στα νανοσωματίδια και πώς αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε καλλωπιστικά προϊόντα! Στα εργοστάσια της, κόκκοι υλικών εκτοξεύονται με την ταχύτητα του ήχου και κονιορτοποιούνται, σχηματίζοντας νανοσωματίδια που χρησιμοποιούνται στη συνέχεια σε αντηλιακά προϊόντα, σε κρέμες προσώπου και σώματος, σε γαλακτώματα μαλλιών, σε προϊόντα μακιγιάζ. Πέρα όμως από τη L’Oreal, και άλλες πασίγνωστες εταιρίες του χώρου των καλλυντικών εμπορεύονται προϊόντα που περιέχουν νανοσωματίδια, όπως η αμερικανική Estee Lauder, η γαλλική Christian Dior και η ιαπωνική Shiseido. Τα προϊόντα αυτά υποστηρίζεται ότι απορροφώνται ευκολότερα από το δέρμα, είναι λιγότερο λιπαρά και παραμένουν περισσότερες ώρες στο σημείο εφαρμογής τους, ιδιότητα ιδιαίτερα σημαντική για τα είδη μακιγιάζ, που πρέπει να διαθέτουν ζωντανότερα ιριδίζοντα χρώματα.
Οι πιο ελπιδοφόρες εφαρμογές, όμως, ανήκουν στον χώρο της υγείας, όπου αναμένονται σημαντικότατες εξελίξεις στη διάγνωση αλλά και στη θεραπεία σοβαρότατων ασθενειών χάρη στη νανοτεχνολογία. Έχουν ήδη κατασκευαστεί κατάλληλα νανοσωματίδια, με την ιδιότητα να φθορίζουν σε διάφορα χρώματα, τα οποία προσαρτώνται πάνω σε αντισώματα ή πεπτίδια και μεταφέρονται σε καρκινικούς όγκους ή πάσχοντες ιστούς, υποδεικνύοντας στους βιολόγους και γιατρούς τη θέση τους. Μια άλλη πολύ σημαντική εφαρμογή αποτελεί η μεταφορά φαρμακευτικών ουσιών απευθείας στο όργανο, και μάλιστα στο ακριβές σημείο του οργάνου που πάσχει. Διαφόρων ειδών νανοσωματίδια μελετώνται για αυτόν τον σκοπό, με πραγματικά τεράστια πλεονεκτήματα για τους ασθενείς. Φαρμακευτική αγωγή άμεσα στο σημείο όπου υπάρχει το πρόβλημα σημαίνει ταχύτερη και αποτελεσματικότερη ίαση, με μικρότερη ποσότητα φαρμάκου, χωρίς παρενέργειες αφού το φάρμακο δεν θα διοχετεύεται πια μέσω του αίματος, πλήττοντας ταυτόχρονα το υπόλοιπο υγιές σώμα. Αυτό είναι πραγματικό δώρο ιδίως για ασθενείς που λαμβάνουν μακροχρόνια φαρμακευτικές αγωγές ή για ασθενείς των οποίων οι φαρμακευτικές αγωγές έχουν τόσο ισχυρές παρενέργειες που προκαλούν συμπτώματα πολύ χειρότερα από της ίδιας της ασθένειας. Χαρακτηριστικό παράδειγμα οι καρκινοπαθείς που υπόκεινται σε χημειοθεραπείες. Οι παρενέργειες είναι σοβαρές, συνήθως πολύ πιο επώδυνες από τον ίδιο τον καρκίνο, ενώ πλήττονται και τα υγιή όργανα του ασθενούς. Υπάρχουν μάλιστα περιπτώσεις που οι χημειοθεραπείες είναι ικανές να σκοτώσουν οι ίδιες τον ασθενή. Η δυνατότητα λοιπόν να μεταφέρονται οι πανίσχυρες αυτές φαρμακευτικές ουσίες απευθείας στον καρκινικό όγκο χωρίς να επηρεάζουν το υπόλοιπο σώμα, σημαίνει αυτομάτως ελαχιστοποίηση των πόνων και ποιότητα ζωής για τους δεκάδες χιλιάδες καρκινοπαθείς και τους συγγενείς που τους περιθάλπουν. Όσον αφορά τη θεραπεία του καρκίνου, όμως, η μεταφορά φαρμάκων δεν είναι η μόνη εφαρμογή στην οποία προσβλέπουν οι επιστήμονες. Μελετούν και τη δυνατότητα τα ίδια τα νανοσωματίδια να δρουν θεραπευτικά. Πιο συγκεκριμένα, μελετάται η δημιουργία νανοσωματιδίων τα οποία θα φθάνουν στον καρκινικό όγκο και θα αποβάλλουν μεγάλα ποσά θερμότητας πάνω σε αυτόν, καταστρέφοντάς τον. Σε έρευνες σε ποντικούς έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί νανοσωματίδια χρυσού, διαμέτρου 130 νανομέτρων, επικαλυμμένα με πολυαιθυλένιο, τα οποία ενεργοποιήθηκαν κατάλληλα ώστε να αποβάλλουν μεγάλη ποσότητα θερμότητας πάνω σε καρκινικούς όγκους. Το αποτέλεσμα ήταν η ανακοπή της ανάπτυξης του όγκου και η παράταση της επιβίωσης των ποντικών κατά 90 ημέρες! Αλλες δοκιμές με νανοσωματίδια μα-γνητικού σιδήρου καλυμμένα με αντισώματα οδήγησαν σε νέκρωση του όγκου μέσα σε 24 ώρες μετά τη θεραπεία.
Η βασικότερη ιδιότητα που καθιστά τα νανοσωματίδια κατάλληλα για ιατρικές εφαρμογές είναι το μικροσκοπικό τους μέγεθος, που τους επιτρέπει να εισέρχονται στο σώμα χωρίς να γίνονται αντιληπτά από τους αμυντικούς του μηχανισμούς και να καταστρέφονται από αυτούς. Διέρχονται ανενόχλητα από τα φίλτρα του ήπατος και του παγκρέατος που σκοπό έχουν την παρεμπόδιση της διέλευσης ξένων σωμάτων. Ωστόσο, εύλογα διερωτάται κανείς, αφού τα νανοσωματίδια εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα χωρίς να ενεργοποιήσουν τους αμυντικούς του μηχανισμούς, μήπως θα μπορούσαν και να το βλάψουν, αν είχαν βλαβερές ιδιότητες;
Σε αυτό το σημείο ξεκινά ένας καταιγισμός ερωτημάτων: Έχουν και βλαβερές ιδιότητες τα νανοσωματίδια; Είναι τοξικά; Πόσο εύκολα μπορούν να εισέλθουν στο σώμα, και αν εισέλθουν μέχρι πού μπορούν να φτάσουν; Αν εισέλθουν σε μεγάλο αριθμό, ποιες θα είναι οι συνέπειες; Διατρέχουν κίνδυνο οι άνθρωποι που εργάζονται στη νανοτεχνολογία και οι άνθρωποι που χρησιμοποιούν προϊόντα της νανοτεχνολογίας; Υπάρχουν τρόποι να προφυλαχθούν από αυτόν τον κίνδυνο; Πόσο μεγάλος είναι αυτός ο κίνδυνος, μπορεί να επιφέρει ακόμα και τον θάνατο;
Η πραγματικότητα είναι πως οι ερευνητές δεν έχουν ακόμα σαφείς απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα. Η βιομηχανία της να-νοτεχνολογίας είναι πολύ νέα και δεν έχουν γίνει εμφανείς οι επιδράσεις της στην υγεία των εργαζομένων, στη δημόσια υγεία ή στο φυσικό περιβάλλον. Ο καταιγιστικός ρυθμός των εντυπωσιακών εξελίξεων στον χώρο έχει προκαλέσει τόσο μεγάλο ενθουσιασμό στην επιστημονική κοινότητα, που η έρευνα για την ασφάλεια της νανοτεχνολογίας είχε περάσει σε δεύτερη μοίρα μέχρι πρόσφατα.
Κάποια περιστατικά όμως προβλημάτων υγείας που παρουσιάστηκαν σε πολίτες οι οποίοι χρησιμοποίησαν προϊόντα της νανοτεχνολογίας, καθώς και κάποιες μεμονωμένες έρευνες επιστημόνων σχετικά με την επίδραση των νανοσωματιδίων στους έμβιους οργανισμούς που έδωσαν ενδείξεις ότι υπό κατάλληλες συνθήκες μπορούν να γίνουν εξαιρετικά βλαβερά, φαίνεται να ανακόπτουν σιγά-σιγά τη φρενήρη εξέλιξη αυτού του τομέα. Τον Μάρτιο του 2006, 6 άνθρωποι εισήχθησαν σε νοσοκομείο στη Γερμανία, με σοβαρά αναπνευστικά προβλήματα, ύστερα από χρήση ενός οικιακού καθοριστικού προϊόντος με την ονομασία Magic Nano, το οποίο είναι σε μορφή σπρέι και φέρεται να περιέχει νανοσωματίδια. Στην πραγματικότητα δεν αποδείχθηκε ποτέ αν τα αναπνευστικά προβλήματα που προέκυψαν οφείλονταν στα νανοσωματίδια, δεν αποδείχθηκε καν αν όντως υπήρχαν νανοσωματίδια στο συγκεκριμένο σκεύασμα, ωστόσο το περιστατικό αυτό ήταν αρκετό για να κρούσει τον κώδωνα του κινδύνου για μια τεχνολογία που έχει ήδη αρχίσει να κατακλύζει την αγορά χωρίς όμως να υπάρχουν εγγυήσεις για το πόσο ασφαλής είναι. Περισσότερα από 300 προϊόντα της νανοτεχνολογίας υπάρχουν ήδη στο εμπόριο, ανάμεσά τους καταλυτικές ουσίες που επιταχύνουν την ανάφλεξη των καυσίμων, πολυμερή που χρησιμοποιούνται σε διάφορα σημεία των οχημάτων, ενισχυμένα υλικά για αθλητικά όργανα όπως ρακέτες του τένις και μπαστούνια του γκολφ, υφάσματα που δεν λεκιάζονται, καλλυντικά. Όλα περιέχουν διάφορα νανοσωματίδια, όπως σφαιρικά και κυλινδρικά (νανοσωλήνες) νανοσωματίδια άνθρακα, νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου, οξειδίου του τιτανίου κ.α., σε καμία περίπτωση όμως δεν έχει γίνει λεπτομερής μελέτη της επίδρασής τους, βραχυπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης, στον ανθρώπινο οργανισμό.Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει σαφής και ολοκληρωμένη εικόνα για την επικινδυνότητα των νανοσωματιδίων Οι ερευνητές συμφωνούν απόλυτα στο ότι δεν μπορεί κανείς να ισχυριστεί ότι τα νανοσωματίδια γενικά είναι ή δεν είναι επικίνδυνα. Η επικινδυνότητά τους άλλωστε εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως το είδος και το υλικό των νανοσωματιδίων, αλλά κυρίως το μέγεθος τους. Πειράματα σε ποντικούς και κυτταρικές καλλιέργειες έχουν αποδείξει πως ένα σύνολο από νανοσωματίδια είναι πολύ πιο τοξικό από ότι το ίδιο υλικό ως ένα μεγαλύτερο σώμα της ίδιας μάζας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός πως το σύνολο των νανοσωματιδίων έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια, με αποτέλεσμα να είναι πολύ πιο δραστικό. Το χαρακτηριστικό λοιπόν που επιτρέπει στα νανοσωματίδια να διαθέτουν τόσο εκπληκτικές και μοναδικές ιδιότητες, ενδεχομένως να τα καθιστά ταυτόχρονα επικίνδυνα για την υγεία!
Πέρα όμως από την αυξημένη τοξικότητα που παρουσιάζουν τα νανοσωματίδια, και το ίδιο το μέγεθος τους προκαλεί προβληματισμό, για τον λόγο που αναφέρθηκε λίγο πιο πάνω, επειδή δηλαδή είναι σαφώς ευκολότερο να εισβάλουν στο ανθρώπινο σώμα σε σχέση με τα μεγαλύτερα σωματίδια, και να μετακινηθούν ανενόχλητα σε αυτό, χωρίς να ενεργοποιηθεί κάποιος μηχανισμός άμυνας. Ο ευκολότερος τρόπος για την εισαγωγή τους είναι με την εισπνοή. Το πόσο βαθιά θα εισέλθουν στην αναπνευστική οδό εξαρτάται κυρίως από την «αεροδυναμική» τους, δηλαδή τον συνδυασμό μεγέθους και σχήματος. Έχει αποδειχθεί πάντως πως μεμονωμένα νανοσωματίδια εγκαθίστανται στα τοιχώματα των πνευμόνων πολύ
πιο εύκολα από ότι μεγαλύτερα σωματίδια, ενώ η σωματική άσκηση αυξάνει τη συγκέντρωση των νανοσωματιδίων στους πνεύμονες λόγω της αύξησης του ρυθμού της αναπνοής αλλά και της μεταφοράς της αναπνοής από τη μύτη στο στόμα. Έρευνες σε πειραματόζωα έδειξαν πως, από τους πνεύμονες τα νανοσωματίδια μπορούν να εισέλθουν στο αίμα και να μεταφερθούν σε άλλα όργανα. Επιπλέον, πειράματα σε ποντικούς αποκάλυψαν πως νανοσωματίδια διαστάσεων 35 νανομέτρων περίπου μπορούν να μεταφερθούν διαμέσου του οσφρητικού νεύρου στον εγκέφαλο. Μια άλλη πιθανή είσοδο αποτελεί το γαστρεντερικό σύστημα. Πολύ συχνά μεταφέρουμε σωματίδια και μικροοργανισμούς στο στόμα μας μέσω των χεριών μας. Το ίδιο μπορεί να συμβεί και με τα νανοσωματίδια, τα οποία μπορούμε να μεταφέρουμε με τα χέρια μας κατά λάθος στο στόμα μας και στη συνέχεια αυτά να διαδοθούν στο υπόλοιπο σώμα δια μέσου του γαστρεντερικού συστήματος. Αυτό μπορεί να συμβεί ακόμα και μέσω της αναπνοής, αφού η ρινική κοιλότητα επικοινωνεί με τη στοματική. Το δέρμα επίσης θα μπορούσε ενδεχομένως να αποτε-λέσει μια δίοδο για τα νανοσωματίδια, αν και κάποιες πρώτες μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στη Μεγάλη Βρετανία το 2004 έδειξαν πως νανοσωματίδια οξειδίου του τιτανίου διαπέρασαν την επιδερμίδα αλλά δεν προχώρησαν βαθύτερα στους ιστούς ούτε εισήλθαν στην κυκλοφορία του αίματος. Αλλες μελέτες σε καλλιέργειες δερματικών κυττάρων έδειξαν πως οι νανοσωλήνες άνθρακα (για πολλούς το υλικό του μέλλοντος, με πολυάριθμες πιθανές εφαρμογές σε ένα ευρύτατο φάσμα τομέων) εισέρχονται στα κύτταρα και προκαλούν σημαντικές βλάβες. Ωστόσο, το πείραμα αυτό στο εργαστήριο δεν μπορεί να θεωρηθεί ισοδύναμο με τις πραγματικές συνθήκες κατά τις οποίες ένας άνθρωπος θα εκτίθετο σε νανοσωλήνες άνθρακα κατά την εργασία του. Οι ερευνητές της L’Oreal υποστηρίζουν σθεναρά πως τα προϊόντα τους που περιέχουν νανοσωματίδια και εφαρμόζονται στο δέρμα έχουν μελετηθεί διεξοδικά όσον αφορά την ασφάλειά τους και δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ να διαπερνούν τα επιφανειακά στρώματα του δέρματος.
Τα στοιχεία λοιπόν δείχνουν πως τα νανοσωματίδια μπορούν να εισέλθουν με διάφορους τρόπους στο ανθρώπινο σώμα. Το επόμενο ζήτημα είναι το εξής: από τη στιγμή που θα εισέλθουν στο σώμα, πού καταλήγουν; Είναι επικίνδυνα; Διάφορες έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί σε πειραματόζωα και οι πρώτες ενδείξεις είναι ανησυχητικές. Από χρόνια είναι γνωστό πως τα νανοσωματίδια που παράγονται τυχαία από άλλες διεργασίες όπως η καύση ή η σφυρηλάτηση, ή που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, προκαλούν σοβαρότατα προβλήματα όταν εισπνέονται. Έχει αποδειχθεί πως τα δυσδιάλυτα νανοσωματίδια εγκαθίστανται σε μεγαλύτερο βαθμό στους πνεύμονες από ότι σωματίδια ίδιας χημικής σύστασης αλλά μεγαλύτερου μεγέθους, και είναι πιο εύκολο να προκαλέσουν εκδορές στον ιστό, πνευμονικές φλεγμονές και καρκίνο των πνευμόνων. Επιπλέον πολλά καρδιολογικά προβλήματα και προβλήματα υπέρτασης αποδίδονται στην εισπνοή τοξικών σωματιδίων. Αναμένεται πως και τα τεχνητά νανοσωματίδια που παρασκευάζονται σκόπιμα από τον άνθρωπο θα έχουν παρόμοιες αρνητικές επιδράσεις στην υγεία. Το βασικό τους χαρακτηριστικό είναι πως λόγω του απειροελάχιστου μεγέθους τους μπορούν να εισέλθουν σε περιοχές των έμβιων οργανισμών όπου αδυνατούν να φτάσουν τα μεγαλύτερα σωματίδια.
Ο Gunter Oberdorster, από το Πανεπιστήμιο του Rochester, σε πειράματα που πραγματοποίησε με ποντικούς, ανακάλυψε πως ποικίλα νανοσωματίδια άνθρακα, διαμέτρου 30-35 νανομέτρων, εισήλθαν στο οσφρητικό νεύρο τους και έφθασαν έως τον εγκέφαλο. Η κόρη του, Eva Oberdorster, στο Πανεπιστήμιο του Duke, τοποθέτησε ψάρια σε νερό με ελάχιστη περιεκτικότητα σε νανοσωματίδια άνθρακα, και συγκεκριμένα 1 μέρος νανοσωματίδια προς 1.000.000 μέρη νερού, και παρατήρησε πως μετά από δύο ημέρες τα λιπίδια του εγκεφάλου των ψαριών είχαν υποστεί σημαντική φθορά, κατά 17 φορές μεγαλύτερη από ότι τα λιπίδια του εγκεφάλου των ψαριών που δεν είχαν εκτεθεί σε νανοσωματίδια. Μια άλλη ομάδα στο ερευνητικό κέντρο Johnson Space Center της NASA στο Huston, με επικεφαλής τον Chiu-Wing Lam, παρατήρησε πως οι πνεύμονες ποντικών που είχαν εκτεθεί σε νανοσωλήνες άνθρακα παρουσίαζαν εκδορές που επιδεινώνονταν με τον χρόνο. Κατέληξαν μάλιστα στο συμπέρασμα πως οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι πολύ πιο τοξικοί από τον απλό άνθρακα και ενδεχομένως να είναι πιο τοξικοί και από τον χαλαζία, ο οποίος αποτελεί ένα από τα πιο επικίνδυνα υλικά για τους εργαζόμενους που ασχολούνται με αυτό. Επιπλέον, κάποια από τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή φθοριζόντων νανοσωματιδίων με σκοπό τον εντοπισμό καρκινικών όγκων είναι ιδιαίτερα τοξικά. Για τον λόγο αυτόν οι ερευνητές τα καλύπτουν με ειδικό αδρανές, προστατευτικό περίβλημα. Ωστόσο δεν είναι γνωστή η μακροπρόθεσμη εξέλιξη των νανοσωματιδίων αυτών στο σώμα, αφού ολοκληρώσουν την αποστολή τους. Απορροφώνται από αυτό ή καταστρέφεται με τον χρόνο μόνο το εξωτερικό τους περίβλημα και στη συνέχεια απελευθερώνουν το επικίνδυνο «φορτίο» τους; Υπάρχει όμως και ένας ακόμα κίνδυνος οφειλόμενος στην αυξημένη επιφάνεια των νανοσωματιδίων. Εφόσον η ιδιότητα αυτή τα καθιστά γενικότερα πιο δραστικά, ενδεχομένως να τα καθιστά και πιο εύφλεκτα! Ουσίες δηλαδή που εν γένει παρουσιάζουν έναν εύφλεκτο χαρακτήρα αλλά ενεργοποιούνται κάτω από πολύ ακραίες συνθήκες, ενδεχομένως σε μορφή νανοσωματιδίων να καθίστανται πολύ πιο ευαίσθητες, ακριβώς λόγω της αυξημένης επιφάνειάς τους η οποία καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη δραστικότητα των υλικών.
Υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες ανθρώπων οι οποίοι αποτελούν ομάδες υψηλού -ενδεχομένως- κινδύνου, που διατρέχουν δηλαδή τον μεγαλύτερο κίνδυνο να εκτεθούν σε νανοσωματίδια: η πρώτη κατηγορία είναι οι άνθρωποι των οποίων το αντικείμενο εργασίας είναι η νανοτε-χνολογία, δηλαδή οι ερευνητές αλλά και οι εργαζόμενοι στις σχετικές βιομηχανίες. Η δεύτερη κατηγορία είναι οι χρήστες προϊόντων νανοτεχνολογίας, ανάμεσά τους και οι ασθενείς στο σώμα των οποίων εισάγονται νανοσωματίδια είτε για διάγνωση είτε για θεραπεία κάποιας ασθένειας. Όσο η νανοτεχνολογία περιορίζεται στο εργαστήριο, οι κίνδυνοι είναι μειωμένοι καθώς οι εργαζόμενοι έχουν τη δυνατότητα να λάβουν κατάλληλα μέτρα προφύλαξης έστω και προληπτικά, όταν όμως φθάνει στα χέρια του καταναλωτικού κοινού ο κίνδυνος λαμβάνει άλλες διαστάσεις και απειλεί γενικότερα τη δημόσια υγεία σε πολλαπλά επίπεδα. Σε αυτήν την περίπτωση η ανάγκη για γνώση και πρόληψη των κινδύνων είναι επιτακτική. Καθώς λοιπόν η νανοτεχνολογία άρχισε να διεισδύει όλο και περισσότερο στην καθημερινή ζωή, άρχισε να γίνεται προτεραιότητα η διερεύνηση για την ενδεχόμενη επικινδυνότητα των νανοσωματιδίων και να δημιουργούνται φορείς και ερευνητικές ομάδες που ασχολούνται αποκλειστικά με το ζήτημαα της ασφαλούς χρήσης της νανοτεχνολογίας, τόσο από τους ερευνητές όσο και από τους πολίτες, ενώ αυξήθηκε σημαντικά και η χρηματοδότηση για την πραγματοποίηση της εν λόγω έρευνας.
Κάποια περιστατικά όμως προβλημάτων υγείας που παρουσιάστηκαν σε πολίτες οι οποίοι χρησιμοποίησαν προϊόντα της νανοτεχνολογίας, καθώς και κάποιες μεμονωμένες έρευνες επιστημόνων σχετικά με την επίδραση των νανοσωματιδίων στους έμβιους οργανισμούς που έδωσαν ενδείξεις ότι υπό κατάλληλες συνθήκες μπορούν να γίνουν εξαιρετικά βλαβερά, φαίνεται να ανακόπτουν σιγά-σιγά τη φρενήρη εξέλιξη αυτού του τομέα. Τον Μάρτιο του 2006, 6 άνθρωποι εισήχθησαν σε νοσοκομείο στη Γερμανία, με σοβαρά αναπνευστικά προβλήματα, ύστερα από χρήση ενός οικιακού καθοριστικού προϊόντος με την ονομασία Magic Nano, το οποίο είναι σε μορφή σπρέι και φέρεται να περιέχει νανοσωματίδια. Στην πραγματικότητα δεν αποδείχθηκε ποτέ αν τα αναπνευστικά προβλήματα που προέκυψαν οφείλονταν στα νανοσωματίδια, δεν αποδείχθηκε καν αν όντως υπήρχαν νανοσωματίδια στο συγκεκριμένο σκεύασμα, ωστόσο το περιστατικό αυτό ήταν αρκετό για να κρούσει τον κώδωνα του κινδύνου για μια τεχνολογία που έχει ήδη αρχίσει να κατακλύζει την αγορά χωρίς όμως να υπάρχουν εγγυήσεις για το πόσο ασφαλής είναι. Περισσότερα από 300 προϊόντα της νανοτεχνολογίας υπάρχουν ήδη στο εμπόριο, ανάμεσά τους καταλυτικές ουσίες που επιταχύνουν την ανάφλεξη των καυσίμων, πολυμερή που χρησιμοποιούνται σε διάφορα σημεία των οχημάτων, ενισχυμένα υλικά για αθλητικά όργανα όπως ρακέτες του τένις και μπαστούνια του γκολφ, υφάσματα που δεν λεκιάζονται, καλλυντικά. Όλα περιέχουν διάφορα νανοσωματίδια, όπως σφαιρικά και κυλινδρικά (νανοσωλήνες) νανοσωματίδια άνθρακα, νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου, οξειδίου του τιτανίου κ.α., σε καμία περίπτωση όμως δεν έχει γίνει λεπτομερής μελέτη της επίδρασής τους, βραχυπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης, στον ανθρώπινο οργανισμό.Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει σαφής και ολοκληρωμένη εικόνα για την επικινδυνότητα των νανοσωματιδίων Οι ερευνητές συμφωνούν απόλυτα στο ότι δεν μπορεί κανείς να ισχυριστεί ότι τα νανοσωματίδια γενικά είναι ή δεν είναι επικίνδυνα. Η επικινδυνότητά τους άλλωστε εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως το είδος και το υλικό των νανοσωματιδίων, αλλά κυρίως το μέγεθος τους. Πειράματα σε ποντικούς και κυτταρικές καλλιέργειες έχουν αποδείξει πως ένα σύνολο από νανοσωματίδια είναι πολύ πιο τοξικό από ότι το ίδιο υλικό ως ένα μεγαλύτερο σώμα της ίδιας μάζας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός πως το σύνολο των νανοσωματιδίων έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια, με αποτέλεσμα να είναι πολύ πιο δραστικό. Το χαρακτηριστικό λοιπόν που επιτρέπει στα νανοσωματίδια να διαθέτουν τόσο εκπληκτικές και μοναδικές ιδιότητες, ενδεχομένως να τα καθιστά ταυτόχρονα επικίνδυνα για την υγεία!
Πέρα όμως από την αυξημένη τοξικότητα που παρουσιάζουν τα νανοσωματίδια, και το ίδιο το μέγεθος τους προκαλεί προβληματισμό, για τον λόγο που αναφέρθηκε λίγο πιο πάνω, επειδή δηλαδή είναι σαφώς ευκολότερο να εισβάλουν στο ανθρώπινο σώμα σε σχέση με τα μεγαλύτερα σωματίδια, και να μετακινηθούν ανενόχλητα σε αυτό, χωρίς να ενεργοποιηθεί κάποιος μηχανισμός άμυνας. Ο ευκολότερος τρόπος για την εισαγωγή τους είναι με την εισπνοή. Το πόσο βαθιά θα εισέλθουν στην αναπνευστική οδό εξαρτάται κυρίως από την «αεροδυναμική» τους, δηλαδή τον συνδυασμό μεγέθους και σχήματος. Έχει αποδειχθεί πάντως πως μεμονωμένα νανοσωματίδια εγκαθίστανται στα τοιχώματα των πνευμόνων πολύ
πιο εύκολα από ότι μεγαλύτερα σωματίδια, ενώ η σωματική άσκηση αυξάνει τη συγκέντρωση των νανοσωματιδίων στους πνεύμονες λόγω της αύξησης του ρυθμού της αναπνοής αλλά και της μεταφοράς της αναπνοής από τη μύτη στο στόμα. Έρευνες σε πειραματόζωα έδειξαν πως, από τους πνεύμονες τα νανοσωματίδια μπορούν να εισέλθουν στο αίμα και να μεταφερθούν σε άλλα όργανα. Επιπλέον, πειράματα σε ποντικούς αποκάλυψαν πως νανοσωματίδια διαστάσεων 35 νανομέτρων περίπου μπορούν να μεταφερθούν διαμέσου του οσφρητικού νεύρου στον εγκέφαλο. Μια άλλη πιθανή είσοδο αποτελεί το γαστρεντερικό σύστημα. Πολύ συχνά μεταφέρουμε σωματίδια και μικροοργανισμούς στο στόμα μας μέσω των χεριών μας. Το ίδιο μπορεί να συμβεί και με τα νανοσωματίδια, τα οποία μπορούμε να μεταφέρουμε με τα χέρια μας κατά λάθος στο στόμα μας και στη συνέχεια αυτά να διαδοθούν στο υπόλοιπο σώμα δια μέσου του γαστρεντερικού συστήματος. Αυτό μπορεί να συμβεί ακόμα και μέσω της αναπνοής, αφού η ρινική κοιλότητα επικοινωνεί με τη στοματική. Το δέρμα επίσης θα μπορούσε ενδεχομένως να αποτε-λέσει μια δίοδο για τα νανοσωματίδια, αν και κάποιες πρώτες μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στη Μεγάλη Βρετανία το 2004 έδειξαν πως νανοσωματίδια οξειδίου του τιτανίου διαπέρασαν την επιδερμίδα αλλά δεν προχώρησαν βαθύτερα στους ιστούς ούτε εισήλθαν στην κυκλοφορία του αίματος. Αλλες μελέτες σε καλλιέργειες δερματικών κυττάρων έδειξαν πως οι νανοσωλήνες άνθρακα (για πολλούς το υλικό του μέλλοντος, με πολυάριθμες πιθανές εφαρμογές σε ένα ευρύτατο φάσμα τομέων) εισέρχονται στα κύτταρα και προκαλούν σημαντικές βλάβες. Ωστόσο, το πείραμα αυτό στο εργαστήριο δεν μπορεί να θεωρηθεί ισοδύναμο με τις πραγματικές συνθήκες κατά τις οποίες ένας άνθρωπος θα εκτίθετο σε νανοσωλήνες άνθρακα κατά την εργασία του. Οι ερευνητές της L’Oreal υποστηρίζουν σθεναρά πως τα προϊόντα τους που περιέχουν νανοσωματίδια και εφαρμόζονται στο δέρμα έχουν μελετηθεί διεξοδικά όσον αφορά την ασφάλειά τους και δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ να διαπερνούν τα επιφανειακά στρώματα του δέρματος.
Τα στοιχεία λοιπόν δείχνουν πως τα νανοσωματίδια μπορούν να εισέλθουν με διάφορους τρόπους στο ανθρώπινο σώμα. Το επόμενο ζήτημα είναι το εξής: από τη στιγμή που θα εισέλθουν στο σώμα, πού καταλήγουν; Είναι επικίνδυνα; Διάφορες έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί σε πειραματόζωα και οι πρώτες ενδείξεις είναι ανησυχητικές. Από χρόνια είναι γνωστό πως τα νανοσωματίδια που παράγονται τυχαία από άλλες διεργασίες όπως η καύση ή η σφυρηλάτηση, ή που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, προκαλούν σοβαρότατα προβλήματα όταν εισπνέονται. Έχει αποδειχθεί πως τα δυσδιάλυτα νανοσωματίδια εγκαθίστανται σε μεγαλύτερο βαθμό στους πνεύμονες από ότι σωματίδια ίδιας χημικής σύστασης αλλά μεγαλύτερου μεγέθους, και είναι πιο εύκολο να προκαλέσουν εκδορές στον ιστό, πνευμονικές φλεγμονές και καρκίνο των πνευμόνων. Επιπλέον πολλά καρδιολογικά προβλήματα και προβλήματα υπέρτασης αποδίδονται στην εισπνοή τοξικών σωματιδίων. Αναμένεται πως και τα τεχνητά νανοσωματίδια που παρασκευάζονται σκόπιμα από τον άνθρωπο θα έχουν παρόμοιες αρνητικές επιδράσεις στην υγεία. Το βασικό τους χαρακτηριστικό είναι πως λόγω του απειροελάχιστου μεγέθους τους μπορούν να εισέλθουν σε περιοχές των έμβιων οργανισμών όπου αδυνατούν να φτάσουν τα μεγαλύτερα σωματίδια.
Ο Gunter Oberdorster, από το Πανεπιστήμιο του Rochester, σε πειράματα που πραγματοποίησε με ποντικούς, ανακάλυψε πως ποικίλα νανοσωματίδια άνθρακα, διαμέτρου 30-35 νανομέτρων, εισήλθαν στο οσφρητικό νεύρο τους και έφθασαν έως τον εγκέφαλο. Η κόρη του, Eva Oberdorster, στο Πανεπιστήμιο του Duke, τοποθέτησε ψάρια σε νερό με ελάχιστη περιεκτικότητα σε νανοσωματίδια άνθρακα, και συγκεκριμένα 1 μέρος νανοσωματίδια προς 1.000.000 μέρη νερού, και παρατήρησε πως μετά από δύο ημέρες τα λιπίδια του εγκεφάλου των ψαριών είχαν υποστεί σημαντική φθορά, κατά 17 φορές μεγαλύτερη από ότι τα λιπίδια του εγκεφάλου των ψαριών που δεν είχαν εκτεθεί σε νανοσωματίδια. Μια άλλη ομάδα στο ερευνητικό κέντρο Johnson Space Center της NASA στο Huston, με επικεφαλής τον Chiu-Wing Lam, παρατήρησε πως οι πνεύμονες ποντικών που είχαν εκτεθεί σε νανοσωλήνες άνθρακα παρουσίαζαν εκδορές που επιδεινώνονταν με τον χρόνο. Κατέληξαν μάλιστα στο συμπέρασμα πως οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι πολύ πιο τοξικοί από τον απλό άνθρακα και ενδεχομένως να είναι πιο τοξικοί και από τον χαλαζία, ο οποίος αποτελεί ένα από τα πιο επικίνδυνα υλικά για τους εργαζόμενους που ασχολούνται με αυτό. Επιπλέον, κάποια από τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή φθοριζόντων νανοσωματιδίων με σκοπό τον εντοπισμό καρκινικών όγκων είναι ιδιαίτερα τοξικά. Για τον λόγο αυτόν οι ερευνητές τα καλύπτουν με ειδικό αδρανές, προστατευτικό περίβλημα. Ωστόσο δεν είναι γνωστή η μακροπρόθεσμη εξέλιξη των νανοσωματιδίων αυτών στο σώμα, αφού ολοκληρώσουν την αποστολή τους. Απορροφώνται από αυτό ή καταστρέφεται με τον χρόνο μόνο το εξωτερικό τους περίβλημα και στη συνέχεια απελευθερώνουν το επικίνδυνο «φορτίο» τους; Υπάρχει όμως και ένας ακόμα κίνδυνος οφειλόμενος στην αυξημένη επιφάνεια των νανοσωματιδίων. Εφόσον η ιδιότητα αυτή τα καθιστά γενικότερα πιο δραστικά, ενδεχομένως να τα καθιστά και πιο εύφλεκτα! Ουσίες δηλαδή που εν γένει παρουσιάζουν έναν εύφλεκτο χαρακτήρα αλλά ενεργοποιούνται κάτω από πολύ ακραίες συνθήκες, ενδεχομένως σε μορφή νανοσωματιδίων να καθίστανται πολύ πιο ευαίσθητες, ακριβώς λόγω της αυξημένης επιφάνειάς τους η οποία καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη δραστικότητα των υλικών.
Υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες ανθρώπων οι οποίοι αποτελούν ομάδες υψηλού -ενδεχομένως- κινδύνου, που διατρέχουν δηλαδή τον μεγαλύτερο κίνδυνο να εκτεθούν σε νανοσωματίδια: η πρώτη κατηγορία είναι οι άνθρωποι των οποίων το αντικείμενο εργασίας είναι η νανοτε-χνολογία, δηλαδή οι ερευνητές αλλά και οι εργαζόμενοι στις σχετικές βιομηχανίες. Η δεύτερη κατηγορία είναι οι χρήστες προϊόντων νανοτεχνολογίας, ανάμεσά τους και οι ασθενείς στο σώμα των οποίων εισάγονται νανοσωματίδια είτε για διάγνωση είτε για θεραπεία κάποιας ασθένειας. Όσο η νανοτεχνολογία περιορίζεται στο εργαστήριο, οι κίνδυνοι είναι μειωμένοι καθώς οι εργαζόμενοι έχουν τη δυνατότητα να λάβουν κατάλληλα μέτρα προφύλαξης έστω και προληπτικά, όταν όμως φθάνει στα χέρια του καταναλωτικού κοινού ο κίνδυνος λαμβάνει άλλες διαστάσεις και απειλεί γενικότερα τη δημόσια υγεία σε πολλαπλά επίπεδα. Σε αυτήν την περίπτωση η ανάγκη για γνώση και πρόληψη των κινδύνων είναι επιτακτική. Καθώς λοιπόν η νανοτεχνολογία άρχισε να διεισδύει όλο και περισσότερο στην καθημερινή ζωή, άρχισε να γίνεται προτεραιότητα η διερεύνηση για την ενδεχόμενη επικινδυνότητα των νανοσωματιδίων και να δημιουργούνται φορείς και ερευνητικές ομάδες που ασχολούνται αποκλειστικά με το ζήτημαα της ασφαλούς χρήσης της νανοτεχνολογίας, τόσο από τους ερευνητές όσο και από τους πολίτες, ενώ αυξήθηκε σημαντικά και η χρηματοδότηση για την πραγματοποίηση της εν λόγω έρευνας.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, φορείς όπως η Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA), το Εθνικό Ινστιτούτο Ασφάλειας και Υγείας κατά την Εργασία (NIOSH), η Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας άρχισαν να αντιλαμβάνονται πως πρέπει να στρέψουν την προσοχή τους το ταχύτερο δυνατό στη διερεύνηση της επικινδυνότητας των νανοσωματιδίων και να θέσουν κανόνες ασφαλείας μέχρι αυτή να εκτιμηθεί, προκειμένου οι εργαζόμενοι στους σχετικούς χώρους να εργάζονται με ασφάλεια και επιπλέον να μη φθάνουν στην κατανάλωση προϊόντα που ενδεχομένως να ενέχουν κάποιον κίνδυνο για τη δημόσια υγεία.
To NIOSH μάλιστα, τονίζοντας την απουσία επαρκούς γνώσης αλλά και την έλλειψη συστηματικών μετρήσεων στα εργαστήρια όπου άνθρωποι εργάζονται καθημερινά με νανοσωματίδια, εξέδωσε το 2006 ειδικό οδηγό με την ονομασία «Προσέγγιση στην νανοτεχνολογία με ασφάλεια», ο οποίος περιλαμβάνει πιθανούς τρόπους με τους οποίους τα νανοσωματίδια μπορούν να βλάψουν το ανθρώπινο σώμα, και κάποια μέτρα προφύλαξης που πρέπει να τηρούν οι εργαζόμενοι στη βιομηχανία της νανοτεχνολογίας μέχρι να διαπιστωθεί η επικινδυνότητά της. Προτείνεται, μέχρι να συγκεντρωθούν αρκετά στοιχεία και να εξακριβωθεί η επικινδυνότητα των νανοσωματιδίων, να λαμβάνονται πρόσθετα μέτρα ασφαλείας από τους εργαζομένους στα εργαστήρια και στους χώρους παραγωγής νανοσωματιδίων, ώστε να υφίστανται τη μικρότερη δυνατή έκθεση. Γενικά τα νανοσωματίδια θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με τα μέτρα που αντιμετωπίζονται και όλες οι επικίνδυνες διεργασίες, όπως για παράδειγμα αυτές που περιλαμβάνουν επικίνδυνες χημικές ουσίες. Τη μεγαλύτερη απειλή αποτελούν οι διαδικασίες κατά τις οποίες παράγονται νανοσωματίδια σε αέρια φάση ή σε μορφή σκόνης, καθώς και οι διαδικασίες συντήρησης των συστημάτων παραγωγής, όπως για παράδειγμα ο καθαρισμός φίλτρων Σε αυτές τις περιπτώσεις υπάρχει μεγάλος κίνδυνος έκθεσης σε αυξημένες ποσότητες νανοσωματιδίων και απαιτούνται πρόσθετα μέτρα ώστε αυτά να μη εισπνέονται και να μη έρχονται σε άμεση επαφή με το δέρμα. Όπως προτείνει το NIOSH, πρέπει τα διάφορα πειράματα που σχετίζονται με νανοσωματίδια να πραγματοποιούνται σε ειδικά διαμορφωμένα εργαστήρια που φέρουν κατάλληλες εστίες πάνω από τις οποίες υπάρχει σύστημα απορρόφησης των αερίων που παράγονται κατά τις διάφορες διεργασίες καθώς επίσης και φίλτρα που να συγκρατούν σωματίδια σε ένα μεγάλο εύρος μεγεθών. Επίσης είναι σημαντικό μετά από κάθε εργασία να πραγματοποιείται καθαρισμός του πάγκου εργασίας με υγρά μέσα και όχι με στεγνό καθάρισμα το οποίο θα μπορούσε να διοχετεύσει νανοσωματίδια στην ατμόσφαιρα, οι εργαζόμενοι να φορούν ειδικές στολές, γάντια και μάσκες στο πρόσωπο και να απαγορεύονται τρόφιμα στον χώρο του εργαστηρίου. Με άλλα λόγια, προτείνονται οι συνθήκες εργασίας που τηρούνται ήδη σε χημικά εργαστήρια και εργαστήρια ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Ωστόσο, αναγνωρίζεται διεθνώς πως το σημαντικότερο δεν είναι η θέσπιση κανόνων ασφαλείας για τους εργαζομένους, γιατί αυτοί τηρούνται ούτως ή άλλως σε αρκετά μεγάλο βαθμό στα επιστημονικά εργαστήρια. Το σημαντικότερο είναι η αξιολόγηση της κατάστασης, του βαθμού επικινδυνότητας της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Αυτό είναι το πρόβλημα στο οποίο υστερεί η ερευνητική κοινότητα. Για παράδειγμα, μέχρι πρόσφατα δεν είχε μετρηθεί ποτέ συστηματικά η συγκέντρωση νανοσωματιδίων στην ατμόσφαιρα ενός εργαστηρίου στο οποίο πραγματοποιούνται διεργασίες νανοτεχνολογίας. Επίσης δεν υπάρχουν σαφώς ορισμένα μέτρα και σταθμά για την αξιολόγηση των δεδομένων. Δεν υπάρχει για παράδειγμα κάποιο κοινώς αποδεκτό μέτρο αναφοράς για την τοξικότητα των νανοσωματιδίων. Όσα ισχύουν για τα υλικά μεγάλου όγκου δεν μπορούν να εφαρμοστούν εδώ. Η τοξικότητα των νανοσωματιδίων εξαρτάται από πάρα πολλούς παράγοντες, το μέγεθος, το σχήμα τους, τη συνολική επιφάνειά τους, τη χημεία της επιφάνειάς τους, τη διαλυτότητά τους. Με βάση ποιο χαρακτηριστικό θα έπρεπε να εκτιμάται η τοξικότητά τους; Με ποιο κριτήριο πρέπει να κατηγοριοποιούνται τα νανοσωματίδια σε ακίνδυνα ή επικίνδυνα; Πρέπει να αναπτυχθεί από την αρχή ένα νέο μετρητικό σύστημα κοινά αποδεκτό από όλα τα εργαστήρια παγκοσμίως, ώστε να υπάρχει μια κοινή κλίμακα αξιολόγησης.
Τον Νοέμβριο του 2006 δημοσιεύτηκε στο Nature ένα άρθρο που γράφτηκε από 14 επιστήμονες οι οποίοι ασχολούνται με τη νανοτεχνολογία, στο οποίο εκφράζουν τις προσωπικές τους απόψεις για τη στρατηγική που πρέπει να ακολουθηθεί προ-κειμένου να συνεχιστεί η εξέλιξη της νανοτεχνολογίας με απόλυτη ασφάλεια για την υγεία των εργαζομένων και τη δημόσια υγεία, αλλά και χωρίς τελμάτωση της προόδου εξαιτίας του φόβου που άρχισε να διαχέεται στην κοινωνία για τους πιθανούς κινδύνους που κρύβει η νέα αυτή τεχνολογία. Το σχέδιό τους εκτείνεται στα 15 επόμενα χρόνια και εστιάζεται σε 5 βασικές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Καταρχήν, πρέπει στα επόμενα 3-10 χρόνια να αναπτυχθούν κατάλληλες διατάξεις, «έξυπνοι» αισθητήρες, οι οποίοι να ανιχνεύουν τη συγκέντρωση νανοσωματιδίων στον αέρα ή στο νερό, να εκτιμούν την επικινδυνότητα της κατάστασης και να ειδοποιούν για πιθανή έκθεση σε αυτά. Επειδή όμως υπάρχουν διαφόρων ειδών διεργασίες αλλά και διαφόρων ειδών νανοσωματίδια με διαφορετικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες, πρέπει να αναπτυχθούν αισθητήρες που επιτελούν πολλαπλές λειτουργίες ταυτόχρονα, και λειτουργούν σε ποικίλες συνθήκες. Δεν έχει ακόμα αποσαφηνιστεί τι ακριβώς θα έπρεπε να μετράται: ο αριθμός των νανοσωματιδίων, η συνολική τους επιφάνεια, η συγκέντρωσή τους, ένας συνδυασμός αυτών των χαρακτηριστικών, ή κάποια άλλη εντελώς διαφορετική ιδιότητα; Πρέπει πάντως να οριστεί ένα μέτρο αναφοράς που να ισχύει για όλα τα εργαστήρια παγκοσμίως.Η δεύτερη πρόκληση που είναι σημαντικό να αντιμετωπιστεί είναι η ανάπτυξη μεθόδων για την εκτίμηση της τοξικότητας των νανοσωματιδίων στα επόμενα 5-15 χρόνια. Μπορεί έτσι να αξιολογηθεί η τοξικότητα διαφόρων υλικών στις νανοδιαστάσεις και να αποφεύγεται η άσκοπη χρήση βλαβερών νανοϋλικών. Αυτό το έργο είναι πραγματικά πολύ δύσκολο αφού η τοξικότητα των νανοσωματιδίων εξαρτάται από πολυάριθμους παράγοντες, όπως το ακριβές μέγεθος και σχήμα, το υλικό, η χημεία της επιφάνειας, η διαλυτότητα κλπ. Συνεπώς υπάρχουν πάρα πολλές περιπτώσεις που πρέπει να μελετήσει κανείς. Επιπλέον, η επίδραση των νανοσωματιδίων σε έναν ζωντανό οργανισμό εξαρτάται και από τις συνθήκες έκθεσης του οργανισμού αυτού στα νανοσωματίδια, ποια περιοχή του οργανισμού θα προσβληθεί, το χρονικό διάστημα της έκθεσης, την ποσότητα των νανοσωματιδίων. Καθίσταται λοιπόν απαραίτητο να πραγματοποιηθούν μελέτες και σε έμβιους οργανισμούς. Γενικά, σε αυτού του τύπου τις έρευνες ακολουθείται η εξής λογική: αρχικά εκτιμάται η τοξικότητα ενός υλικού με μετρήσεις στο υλικό αυτό. Στη συνέχεια μελετάται η επίδρασή του σε καλλιέργειες κυττάρων, και τέλος πραγματοποιούνται πειράματα με πειραματόζωα. Ωστόσο, επειδή υπάρχουν πολλά ηθικά ζητήματα και πάντα υποβόσκει μια εκστρατεία για τον περιορισμό των πειραμάτων σε πειραματόζωα, προτείνεται από τους συγγραφείς του άρθρου να καταβληθεί προσπάθεια για την ανάπτυξη διατάξεων και μεθόδων που να προσομοιώνουν την επίδραση των νανοσωματιδίων στους ζωντανούς οργανισμούς.
Η τρίτη πρόκληση που τίθεται είναι η ανάπτυξη στα επόμενα δέκα χρόνια μοντέλων που να προβλέπουν την πιθανή επίδραση των παρασκευαζόμενων νανοσωματιδίων στο περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Όπως αναφέρθηκε, είναι αμέτρητες οι πιθανές περιπτώσεις που πρέπει να εξετάσει κανείς. Πολυάριθμα υλικά, πολυάριθμοι και οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά τους, οι οποίοι μάλιστα δεν συμπεριλαμβάνουν μόνο τα διάφορα υλικά των ίδιων των νανοσωματιδίων αλλά και τις ποικίλες συνθήκες έκθεσης έμβιων οργανισμών σε αυτά. Το να πραγματοποιηθούν λοιπόν μετρήσεις και πειράματα για έναν τόσο μεγάλο αριθμό περιπτώσεων, και να εξαχθούν συμπεράσματα σε ένα εύλογο χρονικό διάστημα, είναι πρακτικά αδύνατο. Άλλωστε η εκτίμηση της κατάστασης είναι πραγματικά επείγουσα, δεδομένου ότι η νανοτεχνολογία είναι μια τεχνολογία που εξελίσσεται με ταχύτατους ρυθμούς. Για τους λόγους αυτούς είναι απαραίτητη η ανάπτυξη υπολογιστικών μοντέλων σε ισχυρούς υπολογιστές, που να προσομοιώνουν τις πραγματικές συνθήκες και να εξάγουν αξιόπιστα και ακριβή συμπεράσματα. Τα μοντέλα αυτά πρέπει να συσχετίζουν τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των νανοσωματιδίων με τη συμπεριφορά τους αλλά και με τα προϊόντα στα οποία πρόκειται να χρησιμοποιηθούν. Σε αυτό το θέμα υπάρχουν τρία καίρια σημεία: η ανάπτυξη μοντέλων που να προβλέπουν τους πιθανούς τρόπους διοχέτευσης των νανοσωματιδίων στο περιβάλλον και την πορεία τους από εκεί και μετά, δηλαδή τη μεταφορά τους, τον μετασχηματισμό τους, τη συγκέντρωσή τους κλπ., η δημιουργία μοντέλων που να εκτιμούν τη συμπεριφορά των νανοσωματιδίων μέσα στο ανθρώπινο σώμα, συμπεριλαμβάνοντας ζητήματα όπως η ποσότητα, η μεταφορά μέσα στο σώμα, η συγκέντρωση, ο μετασχηματισμός και η αποβολή τους, και τέλος η ανάπτυξη μοντέλων που να Βοηθούν στον σχεδίασμά ασφαλών νανοσωματιδίων, ενισχύοντας τις επιθυμητές ιδιότητες και εξαλείφοντας τις επιβλαβείς.
Η τέταρτη πρόκληση είναι ανάπτυξη συστημάτων στα επόμενα πέντε χρόνια για την εκτίμηση της επίδρασης των νανοσωματιδίων στον άνθρωπο και στο περιβάλλον καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής τους, από την κατασκευή τους, μέχρι την περίοδο της χρήσης τους αλλά και μετά την απόσυρσή τους. Κάτι τέτοιο είναι απαραίτητο για την ολοκληρωμένη εκτίμηση της κατάστασης, χωρίς ακούσια παραπλάνηση λόγω της παράβλεψης κάποιων σημαντικών παραγόντων.
Η πιο σημαντική πρόκληση ωστόσο, που πρέπει να αντιμετωπιστεί μέσα σε ένα έτος, είναι η ανάπτυξη μιας στρατηγικής, μέσα από τη συντονισμένη δραστηριότητα ερευνητικών κέντρων, πανεπιστημίων, βιομηχανίας και κυβέρνησης, που να ενθαρρύνει την έρευνα πάνω στους πιθανούς κινδύνους της νανοτεχνολογίας. Μακροπρόθεσμα, η συστηματική και οργανωμένη έρευνα πάνω σε αυτό το θέμα θα δώσει τα εφόδια στη βιομηχανία, στους καταναλωτές και σε όλους τους εμπλεκόμενους φορείς να λάβουν τις σωστές αποφάσεις και να χαράξουν μία ορθή πολιτική για την ανάπτυξη και τις εφαρμογές της νανοτεχνολογίας.
ΕΠΙΛΟΓΟΣ
Συμπερασματικά, μπορεί να ισχυριστεί κανείς με βεβαιότητα πως δεν υπάρχει λόγος πανικού. Σίγουρα δεν μπορούν να δοθούν διαβεβαιώσεις πως η νανοτεχνολογία και τα προϊόντα της είναι απολύτως ασφαλή. Το ίδιο όμως ισχύει και για το αντίθετο. Αυτή τη στιγμή τα δεδομένα δεν επαρκούν για μια πλήρη αξιολόγηση της κατάστασης. Ακόμα και οι πειραματικές ενδείξεις που αναφέρθηκαν νωρίτερα και υποδεικνύουν σοβαρούς κινδύνους από την έκθεση σε νανοσωματίδια, δεν επαρκούν για να καταδικάσουν αυτή τη σπουδαία τεχνολογία. Ο λόγος είναι απλός: οι συνθήκες διεξαγωγής των πειραμάτων απέχουν σημαντικά από τις πραγματικές συνθήκες έκθεσης. Σε αυτά τα πειράματα οι ερευνητές τοποθετούν σκόπιμα μεγάλη ποσότητα νανοσωλήνων άνθρακα, για παράδειγμα μέσα στους πνεύμονες των ποντικών, και μελετούν την επίδρασή τους. Σε πραγματικές συνθήκες δεν θα ήταν τόσο βίαιη η έκθεση ενός έμβιου οργανισμού σε νανοσωματίδια. Επιπλέον, κάποιες επιδράσεις που έχουν παρατηρηθεί σε πειραματόζωα, δεν είναι βέβαιο πως θα παρατηρηθούν και σε ανθρώπους.
Απαιτούνται λοιπόν συντονισμένες κινήσεις, επικοινωνία και συνεργασία μεταξύ της πολιτείας, της βιομηχανίας και των ερευνητικών φορέων, προκειμένου να συλλεγούν το ταχύτερο δυνατό επαρκή στοιχεία για να εκτιμηθεί κατά πόσον τα νανοσωματίδια είναι επικίνδυνα για τη δημόσια υγεία και το περιβάλλον. Η νανοτεχνολογία παραμένει ακόμα μια καινούργια τεχνολογία, και όπως συμβαίνει με κάθε τέτοια τεχνολογία, δεν είναι δυνατό να γνωρίζουμε εξαρχής όλες τις πιθανές επιδράσεις, θετικές ή αρνητικές. Χρειάζονται χρόνος και εμπειρία για να γίνουν γνωστές. Αυτός ο χρόνος μπορεί να είναι αρκετά μεγάλος, δεν θα ήταν πρακτικό λοιπόν να «παγώσει» για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα η εξέλιξη μιας τεχνολογίας που μπορεί να αποφέρει τεράστια οφέλη στην ανθρωπότητα. Όπως κάθε νέα τεχνολογία, όμως, έτσι και η νανοτεχνο-λογία και τα προϊόντα της πρέπει να αντιμετωπίζονται με σύνεση, υπευθυνότητα και σοβαρότητα, όχι με χαλαρότητα και απροσεξία, ούτε όμως με πανικό και καχυποψία. Άλλωστε, ακόμα και αν αποδειχθεί τελικά ότι τα νανοσωματίδια εμπεριέχουν κινδύνους (που τελικά ενδεχομένως να είναι και το πιο πιθανό σενάριο), αυτό δεν πρέπει να τελματώσει τη χρήση μιας τεχνολογίας που μπορεί να προσφέρει τεράστια οφέλη σε πολυάριθμους τομείς της κοινωνίας μας. Απλά θα πρέπει να εφαρμοστούν παράλληλα και μέθοδοι προστασίας από τους κινδύνους. Πόσοι τομείς της τεχνολογίας άλλωστε που χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινότητά μας δεν εμπεριέχουν σοβαρότατους κινδύνους, που απλά αντιμετωπίζονται με προσοχή και υπευθυνότητα; Μήπως τα καύσιμα, η πυρηνική ενέργεια, οι ακτίνες X δεν είναι εξαιρετικά επιβλαβή για την υγεία μας; Όσο κίνδυνο όμως εμπεριέχουν, άλλο τόσο επιδρούν θετικά στη ζωή μας, τη διευκολύνουν και σε ένα βαθμό έχουν γίνει απαραίτητα για τη διαβίωσή μας, αρκεί να λαμβάνονται πάντα οι απαραίτητες προφυλάξεις. Η αλήθεια είναι πως δεν υπάρχουν τεχνολογίες που να αποτελούν μόνο ευλογία ή μόνο κατάρα για την ανθρωπότητα. Όλες οι τεχνολογίες μπορούν να αποβούν καταστροφικές για τον άνθρωπο και το περιβάλλον, όταν η χρήση τους γίνεται αλόγιστα και επικίνδυνα, θα ήταν άδικο όμως να ταυτιστούν με την καταστροφικότητα και να καταδικάζονται. Γιατί στην πραγματικότητα όλες οι τεχνολογίες υπηρετούν τον άνθρωπο, την ευημερία και την πρόοδό του, αρκεί να χρησιμοποιούνται με μέτρο, υπευθυνότητα και τις κατάλληλες προφυλάξεις. Και η νανοτεχνολογία, μπορεί τελικά να αποδειχθεί η μεγαλύτερη ευλογία για την ανθρωπότητα.
της Μαρίας Κοκόνου - Φυσικός, Μ.Sc.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
(1) Philip Ε. Ross: TINY TOXINS?, Technology Review, May/June 2006, p.p. 66-69.
(2) Andrew D. Maynard et al: SAFE HANDLING OF NANOTECHNOLOGY, Nature, Vol. 444, 16 November 2006, p.p. 267-269.
(3) Maureen R. Gwinn and Val Vallyathan: NANOPARTICLES: HEALTH EFFECTS - PROS AND CONS, Published by the National Institute of Environmental Health Sciences, 18 August 2006 (available at
http://dx. doi. orgf)
INTERNET
(1) www.nano.gov
(2) www.abc.net.au/science/news/health/ HealthRepublish_ 1451929.htm
(3) www.organicconsumers.org/ge/ nano102105.cfm
(4) www.smalltimes.com
(5) ww w.pho tonics, com/con ten t/news/2006/ April/19/82280.aspx
(6) http://news.bbc.co.Uk/l/hi/sci/tech/ 3930179.stm
(7) www.thenanotechnologygroup.org/
Από το περιοδικό ΠΕΡΙΣΚΟΠΙΟ Ιούλιος-Αύγουστος 2007
To NIOSH μάλιστα, τονίζοντας την απουσία επαρκούς γνώσης αλλά και την έλλειψη συστηματικών μετρήσεων στα εργαστήρια όπου άνθρωποι εργάζονται καθημερινά με νανοσωματίδια, εξέδωσε το 2006 ειδικό οδηγό με την ονομασία «Προσέγγιση στην νανοτεχνολογία με ασφάλεια», ο οποίος περιλαμβάνει πιθανούς τρόπους με τους οποίους τα νανοσωματίδια μπορούν να βλάψουν το ανθρώπινο σώμα, και κάποια μέτρα προφύλαξης που πρέπει να τηρούν οι εργαζόμενοι στη βιομηχανία της νανοτεχνολογίας μέχρι να διαπιστωθεί η επικινδυνότητά της. Προτείνεται, μέχρι να συγκεντρωθούν αρκετά στοιχεία και να εξακριβωθεί η επικινδυνότητα των νανοσωματιδίων, να λαμβάνονται πρόσθετα μέτρα ασφαλείας από τους εργαζομένους στα εργαστήρια και στους χώρους παραγωγής νανοσωματιδίων, ώστε να υφίστανται τη μικρότερη δυνατή έκθεση. Γενικά τα νανοσωματίδια θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με τα μέτρα που αντιμετωπίζονται και όλες οι επικίνδυνες διεργασίες, όπως για παράδειγμα αυτές που περιλαμβάνουν επικίνδυνες χημικές ουσίες. Τη μεγαλύτερη απειλή αποτελούν οι διαδικασίες κατά τις οποίες παράγονται νανοσωματίδια σε αέρια φάση ή σε μορφή σκόνης, καθώς και οι διαδικασίες συντήρησης των συστημάτων παραγωγής, όπως για παράδειγμα ο καθαρισμός φίλτρων Σε αυτές τις περιπτώσεις υπάρχει μεγάλος κίνδυνος έκθεσης σε αυξημένες ποσότητες νανοσωματιδίων και απαιτούνται πρόσθετα μέτρα ώστε αυτά να μη εισπνέονται και να μη έρχονται σε άμεση επαφή με το δέρμα. Όπως προτείνει το NIOSH, πρέπει τα διάφορα πειράματα που σχετίζονται με νανοσωματίδια να πραγματοποιούνται σε ειδικά διαμορφωμένα εργαστήρια που φέρουν κατάλληλες εστίες πάνω από τις οποίες υπάρχει σύστημα απορρόφησης των αερίων που παράγονται κατά τις διάφορες διεργασίες καθώς επίσης και φίλτρα που να συγκρατούν σωματίδια σε ένα μεγάλο εύρος μεγεθών. Επίσης είναι σημαντικό μετά από κάθε εργασία να πραγματοποιείται καθαρισμός του πάγκου εργασίας με υγρά μέσα και όχι με στεγνό καθάρισμα το οποίο θα μπορούσε να διοχετεύσει νανοσωματίδια στην ατμόσφαιρα, οι εργαζόμενοι να φορούν ειδικές στολές, γάντια και μάσκες στο πρόσωπο και να απαγορεύονται τρόφιμα στον χώρο του εργαστηρίου. Με άλλα λόγια, προτείνονται οι συνθήκες εργασίας που τηρούνται ήδη σε χημικά εργαστήρια και εργαστήρια ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Ωστόσο, αναγνωρίζεται διεθνώς πως το σημαντικότερο δεν είναι η θέσπιση κανόνων ασφαλείας για τους εργαζομένους, γιατί αυτοί τηρούνται ούτως ή άλλως σε αρκετά μεγάλο βαθμό στα επιστημονικά εργαστήρια. Το σημαντικότερο είναι η αξιολόγηση της κατάστασης, του βαθμού επικινδυνότητας της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Αυτό είναι το πρόβλημα στο οποίο υστερεί η ερευνητική κοινότητα. Για παράδειγμα, μέχρι πρόσφατα δεν είχε μετρηθεί ποτέ συστηματικά η συγκέντρωση νανοσωματιδίων στην ατμόσφαιρα ενός εργαστηρίου στο οποίο πραγματοποιούνται διεργασίες νανοτεχνολογίας. Επίσης δεν υπάρχουν σαφώς ορισμένα μέτρα και σταθμά για την αξιολόγηση των δεδομένων. Δεν υπάρχει για παράδειγμα κάποιο κοινώς αποδεκτό μέτρο αναφοράς για την τοξικότητα των νανοσωματιδίων. Όσα ισχύουν για τα υλικά μεγάλου όγκου δεν μπορούν να εφαρμοστούν εδώ. Η τοξικότητα των νανοσωματιδίων εξαρτάται από πάρα πολλούς παράγοντες, το μέγεθος, το σχήμα τους, τη συνολική επιφάνειά τους, τη χημεία της επιφάνειάς τους, τη διαλυτότητά τους. Με βάση ποιο χαρακτηριστικό θα έπρεπε να εκτιμάται η τοξικότητά τους; Με ποιο κριτήριο πρέπει να κατηγοριοποιούνται τα νανοσωματίδια σε ακίνδυνα ή επικίνδυνα; Πρέπει να αναπτυχθεί από την αρχή ένα νέο μετρητικό σύστημα κοινά αποδεκτό από όλα τα εργαστήρια παγκοσμίως, ώστε να υπάρχει μια κοινή κλίμακα αξιολόγησης.
Τον Νοέμβριο του 2006 δημοσιεύτηκε στο Nature ένα άρθρο που γράφτηκε από 14 επιστήμονες οι οποίοι ασχολούνται με τη νανοτεχνολογία, στο οποίο εκφράζουν τις προσωπικές τους απόψεις για τη στρατηγική που πρέπει να ακολουθηθεί προ-κειμένου να συνεχιστεί η εξέλιξη της νανοτεχνολογίας με απόλυτη ασφάλεια για την υγεία των εργαζομένων και τη δημόσια υγεία, αλλά και χωρίς τελμάτωση της προόδου εξαιτίας του φόβου που άρχισε να διαχέεται στην κοινωνία για τους πιθανούς κινδύνους που κρύβει η νέα αυτή τεχνολογία. Το σχέδιό τους εκτείνεται στα 15 επόμενα χρόνια και εστιάζεται σε 5 βασικές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Καταρχήν, πρέπει στα επόμενα 3-10 χρόνια να αναπτυχθούν κατάλληλες διατάξεις, «έξυπνοι» αισθητήρες, οι οποίοι να ανιχνεύουν τη συγκέντρωση νανοσωματιδίων στον αέρα ή στο νερό, να εκτιμούν την επικινδυνότητα της κατάστασης και να ειδοποιούν για πιθανή έκθεση σε αυτά. Επειδή όμως υπάρχουν διαφόρων ειδών διεργασίες αλλά και διαφόρων ειδών νανοσωματίδια με διαφορετικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες, πρέπει να αναπτυχθούν αισθητήρες που επιτελούν πολλαπλές λειτουργίες ταυτόχρονα, και λειτουργούν σε ποικίλες συνθήκες. Δεν έχει ακόμα αποσαφηνιστεί τι ακριβώς θα έπρεπε να μετράται: ο αριθμός των νανοσωματιδίων, η συνολική τους επιφάνεια, η συγκέντρωσή τους, ένας συνδυασμός αυτών των χαρακτηριστικών, ή κάποια άλλη εντελώς διαφορετική ιδιότητα; Πρέπει πάντως να οριστεί ένα μέτρο αναφοράς που να ισχύει για όλα τα εργαστήρια παγκοσμίως.Η δεύτερη πρόκληση που είναι σημαντικό να αντιμετωπιστεί είναι η ανάπτυξη μεθόδων για την εκτίμηση της τοξικότητας των νανοσωματιδίων στα επόμενα 5-15 χρόνια. Μπορεί έτσι να αξιολογηθεί η τοξικότητα διαφόρων υλικών στις νανοδιαστάσεις και να αποφεύγεται η άσκοπη χρήση βλαβερών νανοϋλικών. Αυτό το έργο είναι πραγματικά πολύ δύσκολο αφού η τοξικότητα των νανοσωματιδίων εξαρτάται από πολυάριθμους παράγοντες, όπως το ακριβές μέγεθος και σχήμα, το υλικό, η χημεία της επιφάνειας, η διαλυτότητα κλπ. Συνεπώς υπάρχουν πάρα πολλές περιπτώσεις που πρέπει να μελετήσει κανείς. Επιπλέον, η επίδραση των νανοσωματιδίων σε έναν ζωντανό οργανισμό εξαρτάται και από τις συνθήκες έκθεσης του οργανισμού αυτού στα νανοσωματίδια, ποια περιοχή του οργανισμού θα προσβληθεί, το χρονικό διάστημα της έκθεσης, την ποσότητα των νανοσωματιδίων. Καθίσταται λοιπόν απαραίτητο να πραγματοποιηθούν μελέτες και σε έμβιους οργανισμούς. Γενικά, σε αυτού του τύπου τις έρευνες ακολουθείται η εξής λογική: αρχικά εκτιμάται η τοξικότητα ενός υλικού με μετρήσεις στο υλικό αυτό. Στη συνέχεια μελετάται η επίδρασή του σε καλλιέργειες κυττάρων, και τέλος πραγματοποιούνται πειράματα με πειραματόζωα. Ωστόσο, επειδή υπάρχουν πολλά ηθικά ζητήματα και πάντα υποβόσκει μια εκστρατεία για τον περιορισμό των πειραμάτων σε πειραματόζωα, προτείνεται από τους συγγραφείς του άρθρου να καταβληθεί προσπάθεια για την ανάπτυξη διατάξεων και μεθόδων που να προσομοιώνουν την επίδραση των νανοσωματιδίων στους ζωντανούς οργανισμούς.
Η τρίτη πρόκληση που τίθεται είναι η ανάπτυξη στα επόμενα δέκα χρόνια μοντέλων που να προβλέπουν την πιθανή επίδραση των παρασκευαζόμενων νανοσωματιδίων στο περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Όπως αναφέρθηκε, είναι αμέτρητες οι πιθανές περιπτώσεις που πρέπει να εξετάσει κανείς. Πολυάριθμα υλικά, πολυάριθμοι και οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά τους, οι οποίοι μάλιστα δεν συμπεριλαμβάνουν μόνο τα διάφορα υλικά των ίδιων των νανοσωματιδίων αλλά και τις ποικίλες συνθήκες έκθεσης έμβιων οργανισμών σε αυτά. Το να πραγματοποιηθούν λοιπόν μετρήσεις και πειράματα για έναν τόσο μεγάλο αριθμό περιπτώσεων, και να εξαχθούν συμπεράσματα σε ένα εύλογο χρονικό διάστημα, είναι πρακτικά αδύνατο. Άλλωστε η εκτίμηση της κατάστασης είναι πραγματικά επείγουσα, δεδομένου ότι η νανοτεχνολογία είναι μια τεχνολογία που εξελίσσεται με ταχύτατους ρυθμούς. Για τους λόγους αυτούς είναι απαραίτητη η ανάπτυξη υπολογιστικών μοντέλων σε ισχυρούς υπολογιστές, που να προσομοιώνουν τις πραγματικές συνθήκες και να εξάγουν αξιόπιστα και ακριβή συμπεράσματα. Τα μοντέλα αυτά πρέπει να συσχετίζουν τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των νανοσωματιδίων με τη συμπεριφορά τους αλλά και με τα προϊόντα στα οποία πρόκειται να χρησιμοποιηθούν. Σε αυτό το θέμα υπάρχουν τρία καίρια σημεία: η ανάπτυξη μοντέλων που να προβλέπουν τους πιθανούς τρόπους διοχέτευσης των νανοσωματιδίων στο περιβάλλον και την πορεία τους από εκεί και μετά, δηλαδή τη μεταφορά τους, τον μετασχηματισμό τους, τη συγκέντρωσή τους κλπ., η δημιουργία μοντέλων που να εκτιμούν τη συμπεριφορά των νανοσωματιδίων μέσα στο ανθρώπινο σώμα, συμπεριλαμβάνοντας ζητήματα όπως η ποσότητα, η μεταφορά μέσα στο σώμα, η συγκέντρωση, ο μετασχηματισμός και η αποβολή τους, και τέλος η ανάπτυξη μοντέλων που να Βοηθούν στον σχεδίασμά ασφαλών νανοσωματιδίων, ενισχύοντας τις επιθυμητές ιδιότητες και εξαλείφοντας τις επιβλαβείς.
Η τέταρτη πρόκληση είναι ανάπτυξη συστημάτων στα επόμενα πέντε χρόνια για την εκτίμηση της επίδρασης των νανοσωματιδίων στον άνθρωπο και στο περιβάλλον καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής τους, από την κατασκευή τους, μέχρι την περίοδο της χρήσης τους αλλά και μετά την απόσυρσή τους. Κάτι τέτοιο είναι απαραίτητο για την ολοκληρωμένη εκτίμηση της κατάστασης, χωρίς ακούσια παραπλάνηση λόγω της παράβλεψης κάποιων σημαντικών παραγόντων.
Η πιο σημαντική πρόκληση ωστόσο, που πρέπει να αντιμετωπιστεί μέσα σε ένα έτος, είναι η ανάπτυξη μιας στρατηγικής, μέσα από τη συντονισμένη δραστηριότητα ερευνητικών κέντρων, πανεπιστημίων, βιομηχανίας και κυβέρνησης, που να ενθαρρύνει την έρευνα πάνω στους πιθανούς κινδύνους της νανοτεχνολογίας. Μακροπρόθεσμα, η συστηματική και οργανωμένη έρευνα πάνω σε αυτό το θέμα θα δώσει τα εφόδια στη βιομηχανία, στους καταναλωτές και σε όλους τους εμπλεκόμενους φορείς να λάβουν τις σωστές αποφάσεις και να χαράξουν μία ορθή πολιτική για την ανάπτυξη και τις εφαρμογές της νανοτεχνολογίας.
ΕΠΙΛΟΓΟΣ
Συμπερασματικά, μπορεί να ισχυριστεί κανείς με βεβαιότητα πως δεν υπάρχει λόγος πανικού. Σίγουρα δεν μπορούν να δοθούν διαβεβαιώσεις πως η νανοτεχνολογία και τα προϊόντα της είναι απολύτως ασφαλή. Το ίδιο όμως ισχύει και για το αντίθετο. Αυτή τη στιγμή τα δεδομένα δεν επαρκούν για μια πλήρη αξιολόγηση της κατάστασης. Ακόμα και οι πειραματικές ενδείξεις που αναφέρθηκαν νωρίτερα και υποδεικνύουν σοβαρούς κινδύνους από την έκθεση σε νανοσωματίδια, δεν επαρκούν για να καταδικάσουν αυτή τη σπουδαία τεχνολογία. Ο λόγος είναι απλός: οι συνθήκες διεξαγωγής των πειραμάτων απέχουν σημαντικά από τις πραγματικές συνθήκες έκθεσης. Σε αυτά τα πειράματα οι ερευνητές τοποθετούν σκόπιμα μεγάλη ποσότητα νανοσωλήνων άνθρακα, για παράδειγμα μέσα στους πνεύμονες των ποντικών, και μελετούν την επίδρασή τους. Σε πραγματικές συνθήκες δεν θα ήταν τόσο βίαιη η έκθεση ενός έμβιου οργανισμού σε νανοσωματίδια. Επιπλέον, κάποιες επιδράσεις που έχουν παρατηρηθεί σε πειραματόζωα, δεν είναι βέβαιο πως θα παρατηρηθούν και σε ανθρώπους.
Απαιτούνται λοιπόν συντονισμένες κινήσεις, επικοινωνία και συνεργασία μεταξύ της πολιτείας, της βιομηχανίας και των ερευνητικών φορέων, προκειμένου να συλλεγούν το ταχύτερο δυνατό επαρκή στοιχεία για να εκτιμηθεί κατά πόσον τα νανοσωματίδια είναι επικίνδυνα για τη δημόσια υγεία και το περιβάλλον. Η νανοτεχνολογία παραμένει ακόμα μια καινούργια τεχνολογία, και όπως συμβαίνει με κάθε τέτοια τεχνολογία, δεν είναι δυνατό να γνωρίζουμε εξαρχής όλες τις πιθανές επιδράσεις, θετικές ή αρνητικές. Χρειάζονται χρόνος και εμπειρία για να γίνουν γνωστές. Αυτός ο χρόνος μπορεί να είναι αρκετά μεγάλος, δεν θα ήταν πρακτικό λοιπόν να «παγώσει» για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα η εξέλιξη μιας τεχνολογίας που μπορεί να αποφέρει τεράστια οφέλη στην ανθρωπότητα. Όπως κάθε νέα τεχνολογία, όμως, έτσι και η νανοτεχνο-λογία και τα προϊόντα της πρέπει να αντιμετωπίζονται με σύνεση, υπευθυνότητα και σοβαρότητα, όχι με χαλαρότητα και απροσεξία, ούτε όμως με πανικό και καχυποψία. Άλλωστε, ακόμα και αν αποδειχθεί τελικά ότι τα νανοσωματίδια εμπεριέχουν κινδύνους (που τελικά ενδεχομένως να είναι και το πιο πιθανό σενάριο), αυτό δεν πρέπει να τελματώσει τη χρήση μιας τεχνολογίας που μπορεί να προσφέρει τεράστια οφέλη σε πολυάριθμους τομείς της κοινωνίας μας. Απλά θα πρέπει να εφαρμοστούν παράλληλα και μέθοδοι προστασίας από τους κινδύνους. Πόσοι τομείς της τεχνολογίας άλλωστε που χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινότητά μας δεν εμπεριέχουν σοβαρότατους κινδύνους, που απλά αντιμετωπίζονται με προσοχή και υπευθυνότητα; Μήπως τα καύσιμα, η πυρηνική ενέργεια, οι ακτίνες X δεν είναι εξαιρετικά επιβλαβή για την υγεία μας; Όσο κίνδυνο όμως εμπεριέχουν, άλλο τόσο επιδρούν θετικά στη ζωή μας, τη διευκολύνουν και σε ένα βαθμό έχουν γίνει απαραίτητα για τη διαβίωσή μας, αρκεί να λαμβάνονται πάντα οι απαραίτητες προφυλάξεις. Η αλήθεια είναι πως δεν υπάρχουν τεχνολογίες που να αποτελούν μόνο ευλογία ή μόνο κατάρα για την ανθρωπότητα. Όλες οι τεχνολογίες μπορούν να αποβούν καταστροφικές για τον άνθρωπο και το περιβάλλον, όταν η χρήση τους γίνεται αλόγιστα και επικίνδυνα, θα ήταν άδικο όμως να ταυτιστούν με την καταστροφικότητα και να καταδικάζονται. Γιατί στην πραγματικότητα όλες οι τεχνολογίες υπηρετούν τον άνθρωπο, την ευημερία και την πρόοδό του, αρκεί να χρησιμοποιούνται με μέτρο, υπευθυνότητα και τις κατάλληλες προφυλάξεις. Και η νανοτεχνολογία, μπορεί τελικά να αποδειχθεί η μεγαλύτερη ευλογία για την ανθρωπότητα.
της Μαρίας Κοκόνου - Φυσικός, Μ.Sc.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
(1) Philip Ε. Ross: TINY TOXINS?, Technology Review, May/June 2006, p.p. 66-69.
(2) Andrew D. Maynard et al: SAFE HANDLING OF NANOTECHNOLOGY, Nature, Vol. 444, 16 November 2006, p.p. 267-269.
(3) Maureen R. Gwinn and Val Vallyathan: NANOPARTICLES: HEALTH EFFECTS - PROS AND CONS, Published by the National Institute of Environmental Health Sciences, 18 August 2006 (available at
http://dx. doi. orgf)
INTERNET
(1) www.nano.gov
(2) www.abc.net.au/science/news/health/ HealthRepublish_ 1451929.htm
(3) www.organicconsumers.org/ge/ nano102105.cfm
(4) www.smalltimes.com
(5) ww w.pho tonics, com/con ten t/news/2006/ April/19/82280.aspx
(6) http://news.bbc.co.Uk/l/hi/sci/tech/ 3930179.stm
(7) www.thenanotechnologygroup.org/
Από το περιοδικό ΠΕΡΙΣΚΟΠΙΟ Ιούλιος-Αύγουστος 2007
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου