Nanotechnologie is de techniek die het mogelijk maakt te werken met deeltjes in de grootte-orde van nanometers (afkorting nm, een miljardste van een meter). Veelgebruikte toepassingen van nanotechnologie zijn de emulsie van kleine deeltjes (‘nanodeeltjes’) titaniumoxide in verf- en vernissoorten, deeltjes in zonnebrandcrème, cosmetica, zilver in voedselverpakking, kleding, verband, desinfectiemiddelen en huishoudapparatuur en cerium als katalysator bij verbranding.
De grote opslagcapaciteit van computergeheugens is tevens een toepassing van nanotechnologie. Een probleem van nanotechnologie is de onbekende giftigheid van de nieuwe producten. Een veelbelovend toepassingsgebied is de medische industrie, want op moleculair niveau is de cel ook opgebouwd als een (zeer ingewikkelde) machine.
Het onderzoek spitst zich vooral toe op het gericht bezorgen van medicatie op die plekken in het lichaam waar deze het meest werkzaam is, in plaats van medicatie maar min of meer lukraak in het lichaam te brengen. Men zoekt daarvoor naar vectoren, nanostructuren die als voertuig kunnen dienen. Zo kan bijvoorbeeld AuNP, voorzien van een biochemische schutlaag, de cel en zelfs de kern ervan binnengesmokkeld worden. Ook uit een andere hoek van de colloïden zijn veelbelovende vorderingen te melden. Het is al lang bekend dat met zeepachtige moleculen (amfifiele moleculen) een soort blaasjes of zakjes (micellen) te maken zijn in het nanobereik. In zekere zin is de celmembraan van een cel een vergelijkbare structuur. Er is veel onderzoek naar het gebruik van dit soort structuren als een soort verpakking rond de moleculen van het medicijn.
Nanotechnologie zou in de toekomst ook een 150.000 keer zo grote geheugencapaciteit van geheugenchips kunnen opleveren, door gebruik te maken van moleculaire schakelingen en op koolstof gebaseerde chips.
Koolstofvezels zijn waarschijnlijk een van de best gekende composietmaterialen. Door de koolstofbuisjes op nanoschaal te gaan produceren is men er o.a. in geslaagd om een filtersysteem te ontwikkelen voor drinkwaterzuivering waarbij men er, zonder chemicaliën te gebruiken, in slaagt om water te zuiveren van chemische vervuiling, organisch afval, proteïnen, DNA en zo verder. Nanobuizen kunnen als geleider worden gebruikt.
Risico’s
Honderden studies hebben aangetoond dat nanodeeltjes potentiële risico’s voor de menselijke gezondheid inhouden — en meer in het bijzonder dat ze bij inname DNA-schade kunnen veroorzaken die de voorbode kan zijn van kanker en hart- en hersenziekten.
Door de komst van nanomaterialen in de voedingsmiddelenindustrie eisen sommige veiligheidsmanagers van grote ketens nu al dat er beter wordt gekeken naar wat zij krijgen aangeboden, vooral bij geïmporteerde voedingsmiddelen en dranken. Op een conferentie in Seattle, VS, vorig jaar, stelden de presentatoren aan de orde hoe moeilijk het voor grote supermarktbedrijven is om precies te weten wat ze kopen, vooral als het gaat om nanomaterialen, vanwege het volume en de variëteit waarin ze handelen.
Wat gebeurt er wanneer de vloedgolf van technologische vooruitgang en ons begrip van atoomfysica elkaar ontmoeten? Het manipuleren van atomen heeft ons tot nu toe in staat gesteld krachtige bommen, computers, krachtcentrales en de indrukwekkende kunstwerken die we deeltjesversnellers noemen, te maken. Maar deze prestaties zijn klein in vergelijking met wat ons nog te wachten staat. Naarmate zowel onze technologie als ons begrip van het atoomrijk groeien, zal de mensheid een nieuw tijdperk binnentreden: een industriële revolutie die alles zal veranderen, van onze verkenning van de ruimte tot de levensduur van een menselijk wezen zelf. Geen enkel tijdperk was eerder zo fantastisch – geen enkel kwam zo dicht in de buurt van de magische, dromerige voorspellingen van onze geliefde sciencefictionverhalen – als het komende tijdperk van de nanotechnologie. Wat ons te wachten staat is iets bizar, het verlegt de grenzen van wat mogelijk is voor onze soort.
Het vermogen van moleculaire machines om atomen te rangschikken betekent dat mensen in staat zullen zijn om bijna alles te maken wat zij nodig hebben. Voedsel, bijvoorbeeld, kan worden gemaakt in een kleine machine die bekend staat als een synthesizer voor thuisgebruik. Hoewel het door nanomachines is gemaakt, zal voedsel dat in huissynthesizers is gemaakt dichter bij de natuur staan dan veel van de verwerkte maaltijden die vandaag beschikbaar zijn. Er hoeven geen dieren te worden geslacht voor het vlees. In staat zijn om met één machine volledig gekookte maaltijden te bereiden zal van onschatbare waarde zijn in de overbevolkte toekomst. Naarmate onze bevolking blijft groeien, zal ruimte en niet dingen een kostbaar goed worden.
Nanotechnologie heeft ook een antwoord op de beperkte ruimte. Met de creatie van nieuwe en sterkere materialen op moleculaire schaal zouden gebouwen kunnen ontstaan die zelfs de hoogste gebouwen die nu bestaan ver overtreffen.
Een computersysteem dat in de hersenstam wordt ingebracht, kan zenuwsignalen beoordelen die naar de hersenen gaan, waarbij de ogen als camera’s en oren als microfoons worden gebruikt. Antwoorden op al uw vragen zouden rechtstreeks naar uw gevoelszenuwen kunnen worden gestuurd. Dit systeem verandert je hersenen niet om je intelligentie te verhogen, maar integreert technologie en biologie op een diepere manier.
Veroudering
Zieke en verouderende lichamen zullen niet langer bestaan. Nanotechnologie kan bijna alle kwalen verhelpen waar we nu aan lijden, waardoor onze levensduur oneindig wordt verlengd.
Dit zou de wereld kunnen zijn in het tijdperk van de nanotechnologie. Het blijft een controversieel beeld – iets te mooi om waar te zijn. Toch bestaan er al biologische moleculaire machines in de vorm van cellen.
Een wetenschappelijk comité van het Britse Hogerhuis heeft vastgesteld dat nanomaterialen al in tal van producten opduiken, waaronder saladedressings en sauzen. Sommige buitenlandse regeringen, die blijkbaar meer bezorgd zijn over de toevloed van nano-gerelateerde producten in hun winkelschappen, zijn hun eigen onderzoek aan het verzamelen. In januari heeft een wetenschapscomité van het Britse Hogerhuis een lange studie over nanotechnologie en voedsel gepubliceerd.
Tal van wetenschappelijke groepen en consumentenactivisten en zelfs verschillende internationale levensmiddelenfabrikanten vertelden de onderzoekers van de commissie dat er al gemanipuleerde deeltjes werden verkocht in saladedressings, sauzen, dieetdranken en cake-, muffin- en pannenkoekmixen in dozen, waaraan ze werden toegevoegd om ze gemakkelijk te kunnen gieten. De meeste bedrijven, zo voegen de regeringswetenschappers eraan toe, verstrekken weinig of geen informatie, tenzij ze daartoe gedwongen worden. Zelfs dan wordt veel informatie die van cruciaal belang is voor de beoordeling van de gevaren – zoals de gebruikte chemicaliën en de resultaten van gezondheidsstudies van bedrijven – achtergehouden, omdat bedrijfsjuristen beweren dat het om vertrouwelijke bedrijfsinformatie gaat.
In de studie wordt gewezen op “ernstige tekortkomingen” in het onderzoek naar de gevaren van nanotechnologie in levensmiddelen. De auteurs riepen op tot het financieren van studies naar het gedrag van nanomaterialen in het spijsverteringsstelsel. Soortgelijke aanbevelingen worden gedaan in de VS, waar het merendeel van het onderzoek naar nanomaterialen zich richt op het binnendringen van nanomaterialen in het lichaam via inademing en absorptie.
Een van de weinige recent afgeronde inname-onderzoeken was een twee jaar durend onderzoek naar nano-titaniumdioxide aan de UCLA, waaruit bleek dat de verbinding schade aan DNA en chromosomen veroorzaakte nadat proefdieren grote hoeveelheden van de deeltjes in hun water hadden gedronken.
Het is algemeen bekend dat nano-titaniumdioxide wordt gebruikt als vulstof in honderden geneesmiddelen en cosmetica en als blocking agent in zonnefilters. Het gevaar is groter wanneer het nano-titaniumdioxide in voedsel wordt gebruikt.
Voedselveiligheidsagentschappen in Canada en de Europese Unie eisen dat alle ingrediënten waarin gemanipuleerde nanomaterialen zijn verwerkt aan de regelgevers worden voorgelegd voordat ze op de markt kunnen worden gebracht. Temidden van die onzekerheid groeit de roep om veiligheidsanalyses.
Uit interviews met meer dan een dozijn voedingswetenschappers kwamen opvallend gelijkluidende voorspellingen naar voren over hoe de voedingsindustrie nanotechnologie zal gaan gebruiken. Ze zeggen dat bedrijven nanostructuren aan het maken zijn om de smaak, houdbaarheid en het uiterlijk te verbeteren. Ze voorzien zelfs het gebruik van ingekapselde of gemanipuleerde nanodeeltjes om voedingsmiddelen vanaf nul te creëren.
Reclame- en marketingconsultants voor voedsel- en drankenproducenten zijn nog steeds beducht voor een onderzoek dat twee jaar geleden is uitgevoerd door het Duitse Federale Instituut voor Risicobeoordeling, dat opiniepeilers de opdracht heeft gegeven de publieke acceptatie van nanomaterialen in voedsel te meten. Uit het onderzoek bleek dat slechts 20% van de ondervraagden met nanotechnologie verrijkte voedingsproducten zou kopen.
Zijn niet-medische mondkapjes met nanomaterialen veilig?
Het Nederlandse RIVM: ‘In niet-medische mondkapjes kunnen heel kleine deeltjes van chemische materialen (nanomaterialen) zitten. Deze voegt een fabrikant toe om verschillende redenen. Zo zouden ze bijvoorbeeld helpen om het mondkapje beter schoon te houden. Het is nog niet duidelijk of dat ook zo is. Ook is niet bekend of deze mondkapjes met nanomaterialen wel veilig zijn voor mens en milieu.
Fabrikanten van niet-medische wegwerpmondkapjes voegen nanomaterialen toe om verschillende redenen. Zo claimen zij dat nanomaterialen een antibacterieel of antiviraal (desinfecterend) effect hebben, beter filteren, of een combinatie daarvan. Er zijn mondkapjes met (combinaties van) nanodeeltjes van zilver, koper, zink, grafeen of synthetische vezels.
Er is nauwelijks wetenschappelijk bewijs voor de positieve effecten die de nanomaterialen in de mondkapjes zouden hebben. Van sommige nanodeeltjes van bijvoorbeeld koper en zilver, is wel bekend dat ze een antiviraal effect kunnen hebben. Maar of dit ook zo is als ze in een mondkapje zitten, is niet bekend.
Van sommige nanomaterialen die in mondkapjes voorkomen is wel bekend dat ze schadelijk kunnen zijn voor mens of milieu. Wat nog niet bekend is of nanomaterialen vrijkomen uit mondkapjes. Als dat het geval is, kunnen mensen ze inademen tijdens het dragen van het mondkapje. Of ze kunnen via de huid of de mond in het lichaam komen. Verder zullen nanomaterialen ook in het milieu terecht komen als je de mondkapjes wast of weggooit.
In België doet Sciensano onderzoek naar de veiligheid van nanomaterialen in mondkapjes. Vanwege een gelekt, tussentijds onderzoeksrapport heeft de Belgische overheid de bevolking recentelijk uit voorzorg afgeraden om voorlopig de gratis verstrekte witte stoffen mondkapjes nog te gebruiken. Dit omdat ze nanodeeltjes van zilver en titaniumdioxide bevatten die mogelijk schadelijk zijn voor de gezondheid. Of er daadwerkelijk een risico is voor de volksgezondheid wordt momenteel verder onderzocht.
Een aantal Europese gezondheids- en milieuorganisaties maakt zich zorgen over de mogelijk nadelige effecten voor mens en milieu, door het gebruik van nanomaterialen in niet-medische mondkapjes. In een brief aan de directeur van het Europees chemische stoffen agentschap ECHAEuropean Chemicals Agency vragen zij ook aandacht voor het toevoegen van steeds meer desinfectiemiddelen (biociden) aan mondkapjes van textiel. Ze vragen zich af of dit meerwaarde heeft vergeleken met normaal schoonmaken en desinfecteren. Desinfectiemiddelen kunnen nadelige invloed hebben op de gezondheid en het milieu. De vraag is of de regelgeving de veiligheid van deze producten voldoende garandeert.
Het Duitse Bundesinstitut für Risikobewertung (BfRFederal Institute for Risk Assessment) raadt het gebruik van nanodeeltjes zilver in mondkapjes af. Ook het Franse Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) is kritisch over het gebruik van mondkapjes met nanozilver.
Op de Nederlandse markt zijn diverse mondkapjes met nanomaterialen aangetroffen. Het RIVM kan niet met zekerheid zeggen of deze veilig zijn voor mens en milieu. Er is nog geen onderzoek afgerond waarin gekeken is of bij het dagelijks gebruik van niet-medische mondkapjes of tijdens de verwerking tot afval, nanomaterialen vrijkomen. In België hebben de eerste onderzoeksresultaten geleid tot het afraden van het gebruik van 1 type stoffen mondkapje met nanozilver. Er zullen ook andere mondkapjes met nanozilver in de studie meegenomen worden. Voor een definitief oordeel of de onderzochte mondkapjes veilig zijn, zal het onderzoek in België verder afgerond moeten zijn. Het RIVM is hierbij betrokken. Verder deelt het RIVM de genoemde zorgen van de internationale organisaties.
