Nanoteknologi:En risikabel grænse?

Inde i et trangt baglokale på Rushford Hypersonic, en start-up med hovedkvarter i det sydøstlige Minnesota, sidder en terning-lignende maskine, der kaster en gemen atomic fastball. Ved et tryk på en knap, reaktoren kaster atomer mod et substratmateriale otte gange hurtigere end lydens hastighed.

Resultatet er en belægning, der markant styrker industriværktøjer som knive og bor. Rushfords teknologi, licens fra University of Minnesota, er blot et eksempel på, hvordan lokale virksomheder, fra virksomhedsgiganter som Medtronic Inc. og Seagate Technology til start-ups som Rushford, Vixar Inc., og BioCee Inc., tager nanoteknologi til sig.

"Det er den næste generation, " sagde Rushford CEO Daniel Fox, der fakturerer sin start-up som den første nanoteknologivirksomhed i det landlige Minnesota. "Det er, hvad der kommer. Nanoteknologi behøver ikke kun at blive udført af store virksomheder som IBM og Ford. Hvis vi ikke gør det, vi kommer til at blive efterladt, fordi resten af ​​verden virkelig presser på det."

Bredt defineret, nanoteknologi er videnskaben om at lokke særlige egenskaber ud af stof mindre end 100 nanometer. Ved den lille størrelse -- en nanometer er lig med 1/10, 000 bredden af ​​et menneskehår -- noget stof udviser unikke egenskaber, såsom større overfladestørrelse, elektrisk ledningsevne og modstand mod væsker som vand. Resultatet er batterier, der pakker mere juice, pærer, der bruger mindre energi, og, længere nede ad vejen, medicinsk udstyr, der kan levere lægemidler og stamceller til sygt væv overalt i kroppen. I Rushfords tilfælde, belægningens nanopartikler binder tættere sammen, stigende hårdhed, modstå brud og bedre tåle varme.

Men hvis størrelse er nanoteknologiens største aktiv, det er også videnskabens største bekymring. Materie kan være nyttig i så lille en størrelse. Men kan det også være skadeligt? Nogle undersøgelser tyder på, at kulstofnanorør kan beskadige lungerne på samme måde som asbestfibre. Kulstof og sølv i nanostørrelse kan også hurtigt nå hjernen, hvis de indåndes. Forskere har endnu ikke fastslået, hvordan mennesker og miljø reagerer på nanomaterialer over tid og ved forskellige eksponeringsniveauer.

På trods af årtiers forskning, føderale tilsynsmyndigheder, herunder Environmental Protection Agency og Food and Drug Administration, kæmper stadig med at definere og identificere nanoteknologier, endsige afgøre, om de forårsager kræft eller genetisk mutation. Uden klar videnskabelig og juridisk vejledning, nogle virksomheder tøver med at omfavne nanoteknologi, opmærksomme på de milliarder af dollars i jurypriser og oprydningsomkostninger forbundet med asbest og pesticider. Forsikringsselskaber som Travellers Cos. Inc. i St. Paul, Minn., spekulerer også på, om de skal tegne virksomheder, der bruger nanoteknologier.

"Manglen på klare regler afholder virkelig virksomheder fra at finde markeder, " sagde Mark Bunger, en forskningsdirektør for Lux Research i San Francisco. "De leder heller ikke efter produktforbedringer, de kunne få ud af nanoteknologi. Hvis forbrugerne ikke er sikre på det, og regulatorerne ikke er sikre på det, så kan sælgere af nanomaterialer ikke finde købere."

Virksomheder er særligt følsomme over for, hvordan offentligheden reagerer på en ny teknologi. Generelt, offentligheden ved ikke meget om nanovidenskab, hvilket betyder enhver sundheds- eller sikkerhedsforskrækkelse, selv en ubegrundet, kunne fordømme teknologien, uanset hvor lovende, siger eksperter. For eksempel, verdensomspændende frygt for genetisk modificerede afgrøder, introduceret i 1990'erne, koster amerikanske landmænd 100 millioner dollars i eksporttab om året, ifølge Environmental Defense Fund i Washington, på trods af manglen på beviser er bioteknologiske fødevarer usikre.

"Det er vi klar over, " sagde Darrel Untereker, Medtronics vicepræsident for forskning og teknologi. "Vi ville være tåbelige ikke at indse, at opfattelsen bliver til virkelighed. Ubegrundede bekymringer vil altid være besværlige for nogle industrier. Men vi er nødt til at bruge hovedet og lytte til videnskaben. Vi bør bekymre os om ting, der er virkelige."

Medtronic har brugt nanoteknologiske belægninger på millioner af sine implanterbare enheder i årevis uden problemer, han sagde.

Det faktum, at nanoteknologi har udviklet sig fra science fiction til en bredbaseret teknologi, der bruges eller udforskes af så mange forskellige industrier, burde give regulatorer en følelse af, at det haster, siger analytikere. Nanotech vil anslå produkter til en værdi af 3 billioner USD i 2015 sammenlignet med 240 milliarder USD sidste år, ifølge Lux Research.

Men hvor skal man begynde? Ingen, ikke engang den føderale regering, ved, hvor mange nanoteknologiske produkter der findes. Projektet om nye nanoteknologier i Washington vedligeholder en online database med mere end 1, 000 forbrugerprodukter med nanoteknologi, inklusive tennisketchere, ketchup, sokker og flashdrev. Tallet er sandsynligvis højere, da projektet har begrænsede ressourcer til at spore sådanne oplysninger, sagde Andrew Maynard, projektets videnskabelige chefrådgiver.

I september, EPA holdt en workshop i Raleigh, N.C., om regulering af titaniumdioxid, et almindeligt nanomateriale, der ofte bruges i solcremeprodukter. Agenturet spurgte en gruppe på 50 videnskabsmænd, forskere og akademikere i USA og Canada for at hjælpe EPA med at identificere forskningsprioriteter. Efter to dages intensive diskussioner, gruppen kunne ikke engang blive enige om standarddefinitioner, terminologi og testprotokoller, frustrerende nogle videnskabsmænd, der er ivrige efter at fokusere på toksicitet.

Trods mange års sådanne konsultationer, EPA har endnu ikke handlet, siger kritikere.

"Det er ikke sådan, at EPA går langsomt, de laver bare ikke noget, " sagde Bunger, der deltog i workshoppen.

EPA embedsmænd forsvarer deres tilgang, argumenterer for, at de ønsker at få videnskaben rigtigt, før de regulerer teknologien. Føderale tilsynsmyndigheder blev bredt beskyldt for ikke at forudse faren for asbest.

Men Fred Miller, en toksikologisk ekspert og en anden workshopdeltager, sagde, at det er på tide, at EPA går videre med nanoteknologi.

"Der er nok (information) til, at de kan holde op med at analysere, " sagde Miller, en konsulent og tidligere Public Health Service Officer tilknyttet EPA. "Hvad skal bureauet studere? De har ikke et fast greb endnu."

På samme tid, EPA er hæmmet af finansieringsproblemer og bureaukratisk indbyrdes kamp, sagde Miller. EPA har også brug for en ny lov til at erstatte den forældede lov om kontrol med giftige stoffer, han sagde. Loven, bestået i 1976, er ikke stærk nok til, at EPA kan regulere en så hurtigt udviklende teknologi, siger miljøfortalere.

For eksempel, EPA kan ikke videregive data til statslige og lokale myndigheder, hvis virksomheden anser dem for fortrolige forretningsoplysninger. En sådan betegnelse udløber ikke. EPA kan heller ikke kræve, at virksomheder tester deres nanomateriale, medmindre det "udgør eller vil udgøre en urimelig risiko."

Den regulatoriske tåge har fået blandede reaktioner fra virksomhedernes Amerika. I Minnesota, en koalition af top business, akademiske og politiske ledere arbejder på at omdanne en Seagate-fabrik på 100 millioner dollars i Edina til et Minnesota Center of Excellence i nanoteknologi. Og mange Minnesota-virksomheder udvikler ekspertise på området.

Men Procter &Gamble, en af ​​verdens største producenter af forbrugerprodukter, hidtil ser ingen "blockbuster" nanoteknologiapplikationer, der er risikoen værd.

I mellemtiden Kemikalieproducenten DuPont har indgået partnerskab med Environmental Defense Fund for at udvikle en frivillig ramme for at hjælpe virksomheder med at identificere potentiel sundhed, sikkerheds- og miljørisici ved nanoteknologi.

I hvert fald virksomheder står ikke over for en overhængende risiko for retssager, fordi det er svært at forbinde en helbredstilstand til et nanoprodukt fremstillet af en bestemt virksomhed, sagde Albert Lin, en juraprofessor ved University of California, Davis.

"We don't know exactly what the risks are, " Lin said. "If there is a risk, can we trace it back to the parties that are liable? We are at the beginning stages."

Stadig, han sagde, "companies are beginning to think about it. They are worried about their reputation and legal liability. One bad incident could set back the field."

Insurance companies, who could be on the financial hook for such risks, are taking notice.

Travelers' risk management committee "deals a lot with product liability, and one of the things that is high on the list right now is nanotechnology, " CEO Jay Fishman told an investment conference last year. "The question becomes as that industry emerges, is that a risk class that we are comfortable writing?"

So is nanotech safe? Several experts fear airborne nanoparticles could pose a threat to people who inhale them.

But Miller, the toxicologist, says it's important to keep things in perspective. Just because products contain nanomaterials doesn't automatically pose a threat because people wouldn't necessarily inhale particles or large amounts.

"Most products that are used, it would be an exception to find a major health issue, " Miller said.

What's missing is data on how exposure levels to certain nano materials will affect human and animal health over the short and long term, han sagde. "The public needs to understand there are benefits" to nanotechnology, Miller said. "But there's no such thing as zero risk."
___

(c) 2009, Star Tribune (Minneapolis)
Visit the Star Tribune Web edition on the World Wide Web at www.startribune.com
Distributed by McClatchy-Tribune Information Services.