Alleen al in de Verenigde Staten, overheid en particuliere industrie investeren samen meer dan $ 3 miljard per jaar in onderzoek en ontwikkeling op het gebied van nanotechnologie, en wereldwijd is het totaal veel hoger. Wat zal het economische rendement op lange termijn zijn van deze investeringen, niet alleen in nieuwe banen en productverkoop, maar ook van verbeteringen in duurzaamheid?

De onderzoekers van het Georgia Institute of Technology, Philip Shapira en Jan Youtie, hielpen bij het beantwoorden van die vraag door middel van onderzoek dat op 27 maart werd gepresenteerd op het International Symposium on Assessing the Economic Impact of Nanotechnology in Washington, D.C. De onderzoekers benadrukten het belang van volledige levenscyclusbeoordelingen om inzicht te krijgen in de effecten van nanotechnologieën op groene economische ontwikkeling op gebieden als energie, het milieu en veilig drinkwater.

“Nanotechnologie belooft groene en duurzame groei te bevorderen in veel product- en procesgebieden, ’ zei Shapira, een professor aan de Georgia Tech's School of Public Policy en het Manchester Institute of Innovation Research aan de Manchester Business School in het Verenigd Koninkrijk. “Hoewel de commercialisering van nanotechnologie nog in de kinderschoenen staat, we moeten nu een beter idee krijgen van welke markten zullen groeien en hoe nieuwe nanotechnologieproducten de duurzaamheid zullen beïnvloeden. Dit omvat het afwegen van winsten in efficiëntie en prestaties tegen de netto energie, milieu, koolstof en andere kosten in verband met de productie, gebruik en verwijdering of recycling van nanotechnologieproducten aan het einde van de levensduur.”

Maar omdat nanotechnologie ten grondslag ligt aan veel verschillende industrieën, het beoordelen en voorspellen van de impact ervan zal niet eenvoudig zijn. “Vergeleken met informatietechnologie en biotechnologie, bijvoorbeeld, nanotechnologie heeft meer de kenmerken van een algemene technologie zoals de ontwikkeling van elektrische energie, " zei Youtie, directeur van beleidsonderzoeksdiensten bij het Enterprise Innovation Institute van Georgia Tech. “Dat maakt het moeilijk om de waarde te analyseren van producten en processen die door de technologie mogelijk worden gemaakt. We hopen dat onze paper achtergrondinformatie zal geven en de discussie over het maken van die beoordelingen zal helpen kaderen.”

Het symposium wordt gesponsord door de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling en door het Amerikaanse National Nanotechnology Initiative. Ondersteuning voor Georgia Tech-onderzoek naar de maatschappelijke effecten van nanotechnologie is afkomstig van de National Science Foundation via het Center for Nanotechnology in Society, gevestigd aan de Arizona State University.

Voor hun krant co-auteurs Shapira en Youtie onderzochten een subset van groene nanotechnologieën die gericht zijn op het mogelijk maken van duurzame energie, verbetering van de milieukwaliteit, en zorgen voor gezond drinkwater voor delen van de wereld die het nu missen. Zij stellen dat de levenscyclus van nanotechnologische producten meegenomen moet worden in de beoordeling.

“Bij het onderzoeken van de economische impact van deze groene nanotechnologieën, we moeten rekening houden met de levenscyclus, die kwesties omvat als milieugezondheid en veiligheid, evenals de hoeveelheid energie die nodig is om materialen zoals koolstofnanobuisjes te produceren, ' zei Shapira.

Er zijn milieuproblemen geuit over wat er met nanomaterialen gebeurt als ze in de watervoorziening terechtkomen, hij merkte. In aanvulling, sommige nanostructuren gebruiken giftige elementen zoals cadmium. De energie die nodig is voor het produceren van nanoproducten is ook een belangrijke overweging, hoewel het kan worden afgewogen tegen de energie die wordt bespaard - en de vervuiling wordt verminderd - door het gebruik van dergelijke producten, zei Shapira.

Onderzoek naar deze maatschappelijke vraagstukken, die parallel met het onderzoek naar en de ontwikkeling van nanotechnologie wordt uitgevoerd – kan ervoor zorgen dat de resulterende nano-producten mogelijk de soorten controverses vermijden die eerdere technologieën in de weg stonden.

“Wetenschappers, beleidsmakers en andere waarnemers hebben geconstateerd dat een deel van de belofte van eerdere technologierondes werd beperkt door niet te anticiperen op en rekening te houden met maatschappelijke zorgen voorafgaand aan de introductie van nieuwe producten, ' zei Youtie. “Voor nanotechnologie het is van vitaal belang dat deze kwesties zelfs tijdens de onderzoeks- en ontwikkelingsfase worden overwogen, voordat producten in grote hoeveelheden op de markt komen.”

De nanotechnologie-industrie begon met grote bedrijven die de middelen hadden om te investeren in onderzoek en ontwikkeling. Maar daar komt nu verandering in zei Youtie.

“Veel kleine bedrijven zijn betrokken bij de ontwikkeling van nieuwe nanomaterialen, ' zei ze. “Grote bedrijven richten zich vaak op het integreren van die nanomaterialen in bestaande producten of processen.”

Een van de doelstellingen van het OESO-symposium is de ontwikkeling van methodologieën en benaderingen voor het inschatten van de effecten van groene nanotechnologie op banen en de verkoop van nieuwe producten. De bestaande prognoses zijn grotendeels afkomstig van propriëtaire modellen die worden gebruikt door bedrijven uit de particuliere sector.

“Hoewel deze privéprognoses een hoge zichtbaarheid hebben, hun informatie en methoden zijn vaak eigendom van ' merkte Shapira op. "We moeten ook open en peer-reviewed modellen ontwikkelen waarin benaderingen transparant zijn en iedereen de gebruikte methoden en aannames kan zien."

In hun krant Youtie en Shapira noemen verschillende voorbeelden van groene nanotechnologie, de mogelijke effecten van de technologie bespreken, en bekijk de gemaakte prognoses. Voorbeelden van groene nanotechnologie die ze noemen zijn:

• Nano-enabled zonnecellen die gebruik maken van goedkopere organische materialen, in tegenstelling tot de huidige fotovoltaïsche technologieën die zeldzame materialen zoals platina vereisen;
• Nanogeneratoren die piëzo-elektrische materialen zoals nanodraden van zinkoxide gebruiken om menselijke beweging om te zetten in energie;
• Toepassingen voor energieopslag waarbij nanotechnologische materialen bestaande batterijen en brandstofcellen met nanotechnologie verbeteren;
• Toepassingen van thermische energie, zoals nano-enabled isolatie;
• Brandstofkatalyse waarbij nanodeeltjes de productie en raffinage van brandstoffen verbeteren en de uitstoot van auto's verminderen;
• Technologieën die worden gebruikt om veilig drinkwater te leveren door verbeterde waterbehandeling, ontzilting en hergebruik.