Nanotecnologia: què és i com ens afectarà?

1

FUNDACI CATALANA PER A LA RECERCA I LA INNOVACI

Informe cientfic per a la presa de decisions

Informe 02Juny 2009

Nanotecnologia: qu s i com ens afectar?

Informe divulgatiu des duna perspectiva catalanasobre la nanotecnologia, les seves possibles implicacions

econmiques i socials i el paper de la poltica pblica

PUB

LIC

AC

ION

S

Autor: Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci (FCRI) Any: 2009 Ttol: Nanotecnologia: qu s i com ens afectar? (Informe cientfic per a la presa de decisions, 2)


NANOTECNOLOGIA: QU S I COM ENS AFECTAR?

Informe divulgatiu des duna perspectiva catalana sobre la nanotecnologia, les seves possibles implicacions econmiques i socials i el paper de la poltica pblica.

Edita: Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci (FCRI), juny 2009Direcci: Judit CastellCoordinaci: Dolors LpezText: Boaz KogonRevisi cientfica: Jordi PascualRevisi lingstica: Montserrat MirasDisseny grfic i maquetaci: Ivn Barreda

Impressi: Hija de J. Prats BernadasDipsit legal: B-32553-2009

Sautoritza la reproducci per a fins no comercials, sempre que sen conegui la font i leditor hagi rebut un avs previ; igualment ha de rebren una cpia


Informe divulgatiu des duna perspectiva catalana sobre la nanotecnologia, les seves possibles implicacions econmiques i socials i el paper de la poltica pblica.

4


ICPDE - Informes cientfics per a la presa de decisions

5



INFORMACI PER A LA PRESA DE DECISIONS..... SOBRE NANO?Lany passat, la universitat de Harvard va recomanar el llibre Physics for future presidents, amb gran xit de venda, en el qual es posava en llenguatge entenedor la rellevncia dalguns processos fsics tils per entendre i decidir sobre fonts energtiques, apostes de recerca o riscos de la carrera espaial.

Simultniament a Barcelona, la Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci (FCRI) posava al carrer la collecci dInformes Cientfics per a la Presa de Decisions (ICPDE) amb un objectiu molt similar: fer arribar a lopini pblica informaci rellevant sobre una tecnologia o un mbit cientfic en un llenguatge divulgatiu i rigors a la vegada.

Naturalment, per prendre posici, per decidir sobre opcions o per conixer un tema en detall per a construir opini es requereix informaci. En especial quan es tracta de temes cientfics i tecnolgics, per a la comprensi i valoraci dels quals la informaci necessria ha de ser especialitzada i no sempre s a labast de tothom. Daltra banda, Internet i les noves tecnologies ens faciliten accedir a informaci, a vegades tanta que sens fa difcil discriminar i seleccionar.

Davant aquestes necessitats i acomplint la finalitat dapropar el coneixement cientfic al conjunt de la societat, lFCRI va endegar la collecci dinformes que anomenem ICPDE, amb la voluntat de construir un cos informatiu i danlisi, que faciliti ladopci de decisions i posicionaments estratgics en cincia i tecnologia i que proporcioni a la vegada un fons documental de referncia per a un pblic no especialment expert; donar a conixer labast i les conseqncies que les noves tecnologies o la seva regulaci poden generar, i tamb, perqu s la nostra vocaci, afavorir el desenvolupament de la recerca i la innovaci al nostre pas.

La presa de decisions sobre temes que tenen components relacionades amb el coneixement cientfic demana informaci sobre els desenvolupaments i rees de la cincia i tecnologia que susciten demanda per part de la societat i incorporar-los a lagenda poltica. Tamb cal conixer els aspectes de controvrsia, les causes i conseqncies, i les relacions, tant causals com casuals, amb els diferents actors implicats.

Lavaluaci tecnolgica (Technology Assessment) duna tecnologia o un mbit de desenvolupament cientfic no s noms lanlisi tcnica, econmica i de limpacte social de les seves aplicacions. s tamb lanlisi de les diferents postures davant aquesta tecnologia, les seves raons i interessos i la prospectiva del seu desenvolupament.

Els informes ICPDE estan pensats per a un pblic obert i dinmic que va des de les institucions del nostre pas que prenen les decisions poltiques fins a les institucions que les executen, les avaluen, les assessoren o les expliquen a la resta de ciutadans.

Aix doncs, com a directora daquesta collecci de la Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci, em plau presentar el segon informe ICPDE Nanotecnologia, qu s i com ens afectar?, realitzat per membres experts del nostre equip i que de ben segur esdevindr una eina prctica de suport per totes aquelles persones i grups que ho necessitin.

Judit CastellDirectora de Programes de la Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci

EL VALOR AFEGIT DE LA INDEPENDNCIAFruit de la reordenaci de les activitats de la Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci (FCRI), aquesta s avui un instrument hbil i expert capa de proporcionar al sistema catal de recerca elements danlisi i de comprensi de la cincia i la tecnologia per a tots els pblics. Complementa aix les funcions de promoci del nostre sistema i, molt especialment, de difusi del coneixement cientfic.

En el marc dels reptes i compromisos consensuats al Pacte Nacional per a la Recerca i la Innovaci (PNRI), signat el novembre de 2008, aquesta fundaci aporta un carcter vertebrador i independent que li permet la connexi interinstitucional per coordinar activitats i programes i en conseqncia elaborar estudis objectius per avaluar necessitats i resultats de recerca, la seva regulaci i impacte.

Aquesta capacitat de projecci i servei al sistema catal de recerca i innovaci, derivada en part del nostre excepcional carcter pblicoprivat, ens posiciona en trajectria, legitimitat i capacitat de consens per coordinar grups danlisi i estudi sobre el desenvolupament de la recerca. En els propers mesos, les actuacions de remodelaci del sistema catal de recerca per a fer-lo ms efectiu segons es deriva del PNRI podran configurar amb noves caracterstiques aquesta fundaci. En qualsevol dels casos, per, la capacitat de consens i objectivitat hauran de ser preservades per seguir disposant delements solvents danlisi i prospectiva.

Al comenament de 2008 vam posar en marxa la collecci dinformes per a la presa de decisions estratgiques en cincia i tecnologia (ICPDE). Teniu a mans un nou volum daquets informes, dedicat ara a les nanotecnologies, un dels camps de frontera de la cincia ms interdisciplinaris i, a la vegada, ms ple de reptes per a la nostra estructura productiva i per a la mateixa societat, per a la vida de les persones i que no deixa de comportar controvrsies i interrogants.

Com podreu comprovar en aquestes pgines, amb els informes ICPDE es vol fer accessible a la societat i les institucions els resultats, actors i tendncies de la recerca internacional. Lactual tasca assessora i de prospectiva de lFCRI, i el total de les seves accions, es desenvolupa amb una veritable vocaci de punt neutre i que es perllonga i enriqueix, en lmbit assessor, amb altres accions en la mateixa lnia, com ara la nostra profunda vinculaci a la xarxa EPTA (European Parlamentary Technology Assessment), la collaboraci amb la unitat STOA (Science and Technology Options Assessment) del Parlament Europeu, aix com al Consell Assessor del Parlament sobre Cincia i Tecnologia (CAPCIT), que assessora el Parlament de Catalunya en aquests temes.

LFCRI esdev un veritable ens catalitzador diniciatives del sistema. Una estructura flexible, potenciada, professionalment i polticament independent i al servei del pas de la qual, estic totalment segur, sabrem treure tots el mxim profit i rendibilitat dins de la nova estructura de la recerca a Catalunya.

Joan ComellaDirector de la Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci

6



7



PRLEG

De vegades hi ha fets que quan es produeixen canvien radicalment la manera de veure les coses i ajuden a enfocar des de noves perspectives els problemes i les oportunitats. Aquest s el cas de la nanotecnologia. Richard Feynmann, Premi Nobel de Fsica, va fer una conferncia a la reuni de la Societat Americana de Fsica que va tenir lloc al Caltech (California Institute of Technology), el desembre de 1959, el ttol de la qual sha fet fams, Theres Plenty of Room at the Bottom, on el cientfic plantejava la possibilitat de la manipulaci individual dtoms i les seves conseqncies. Aquestes idees es van comenar a fer realitat al comenament dels anys vuitanta del segle passat, en qu Binnig i Rohrer, dos investigadors dels laboratoris IBM de Zuric, van idear un nou microscopi, lanomenat microscopi defecte tnel, que permetia resseguir la topografia duna superfcie a nivell atmic. La comunitat cientfica va entendre de seguida la importncia capital de la troballa i no van trigar gaire a rebre el reconeixement general, i el 1986 sels va concedir el Premi Nobel de Fsica.

Daleshores en les expectatives cientfiques, tecnolgiques i dimpacte social del que sha encunyat amb el nom de nanotecnologia, no han deixat de crixer duna manera exponencial. La Uni Europea i els Estats Units dAmrica al cap davant, per tamb els pasos ms desenvolupats i emergents, han redactat iniciatives i comunicats, i han estructurat poltiques de suport al desenvolupament de la nanotecnologia. Catalunya no nha quedat al marge. Catalunya sha afegit als compromisos acordats per la UE a les reunions de Lisboa (2000) i Barcelona (2002) en qu sapostava per potenciar un model de creixement econmic basat en el coneixement, i la nanotecnologia entra de ple dins daquest esquema. Aix, ja en el Pla de Recerca i Innovaci de Catalunya 2005-2008, la nanotecnologia va ser considerada com un dels set eixos de lestratgia sectorial i tecnolgica que calia incentivar per tal dassolir els nivells adequats de competitivitat en sectors estratgics, i de competitivitat a mitj termini en el conjunt dels sectors productius.

Per, qu s exactament la nanotecnologia?, quins mbits abasta?, quina incidncia t en el mn productiu?, com afecta el benestar social de les persones?, quins riscos potencials planteja? Aquestes i altres preguntes han de tenir una resposta clara i entenedora perqu els poltics del pas prenguin conscincia de la importncia que t i perqu ara i aqu es dissenyin lnies dactuaci necessries per tal que el desenvolupament cientfic es tradueixi en desenvolupament tecnolgic i dinnovaci en els sectors comercials.

Aquest informe de la Fundaci Catalana per a la Recerca i la Innovaci dna resposta duna manera clara, rigorosa i pedaggica a les preguntes a dalt formulades. Hi ha tres punts sobre els quals voldria fer especial mfasi. A linforme es compara la incidncia que pot tenir en la societat la nanotecnologia amb el que va suposar a la fi del segle XVIII la irrupci de lelectricitat. La comparaci em sembla de tot pertinent ja que es preveu que en un futur proper la nanotecnologia estigui present en totes les activitats de l`sser hum. A ms, aquest esperit encaixa amb la meva percepci personal que la nanotecnologia est cridada a esdevenir la propera revoluci industrial. El segon punt al qual em vull referir s el de limpacte de la nanotecnologia a la indstria. La nanotecnologia sha de concebre com una oportunitat de valor afegit quant a la millora de les

tecnologies per, a ms, el sector productiu ha destar preparat per abraar noves aplicacions la base de les quals rau en la nanotecnologia. El punt clau que cal tenir present s que moltes aplicacions no necessiten disposar de tecnologies sofisticades sin didees noves. La nanotecnologia s, en molts camps, de cost assequible. A ms, encara som a temps de participar activament en aquesta revoluci i el Pacte Nacional per a la Recerca i la Innovaci (PNRI) ha de ser la base del full de ruta. El tercer punt que voldria emfasitzar s el del control dels possibles riscos potencials. La UE en particular est esmerant-hi molts esforos i tal com sindica als informes de Comunicaci de la Comissi, referits a lestratgia europea per a les nanotecnologies, est promovent poltiques proactives per salvaguardar la salut i la seguretat dels ciutadans.

El document que teniu a mans forma part de la srie dinformes cientfics per a la presa de decisions (ICPDE). Al final del text es presenta un seguit de recomanacions que considero molt encertades i pertinents. No s fcil fer un informe sobre un tema tan ampli i transversal com s el de la nanotecnologia i tocar de forma clara i gens farragosa la disparitat de qestions que saixopluguen sota el nom de la nanotecnologia.

En definitiva, aquest document i el complement de lacurada bibliografia a qu fa referncia el text, ha de servir perqu la classe poltica pugui fonamentar les seves decisions en arguments slids basats en un coneixement profund del tema, tal com aquest document pretn i aconsegueix fer.

Jordi Pascual Director Institut Catal de Nanotecnologia

8



9



SOBRE LAUTOR

Nascut a Melbourne (Australia), Boaz Kogon va estudiar bioqumica, tecnologies de la informaci i matemtiques aplicades a la University of Western Australia. Recentment ha realitzat un MSC en Economia de la Cincia i la Innovaci a la Barcelona Graduate School of Economics.

La seva carrera professional sha desenvolupat principalment en el sector agroalimentari. Entre les empreses on ha treballat destaquen AION Diagnostics gestor, on va treballar com a gestor dR+D, i Milne Agrigroup, on va ocupar el crrec de gerent de mrqueting, ambdues situades a Perth. Tamb ha ocupat diferents crrecs a empreses dAuckland i Tel-Aviv.

Actualment s gestor de projectes a lInstitut Catal de Nanotecnologia i tamb consultor freelance en mrqueting i estratgia comercial, fonamentalment en el sector agroalimentari i biotecnolgic.


El govern i la indstria inverteixen milers de milions deuros en el desenvolupament de la nanotecnologia, alhora que els mitjans de comunicaci i les empreses de productes de consum fan servir el prefix nano amb una freqncia creixent. Poques persones fora de la comunitat cientfica, per, entenen qu s la nanotecnologia, tot i que s molt probable que les seves implicacions, tant positives com negatives, afectin molts aspectes de les nostres vides en la propera dcada. Aquest informe ofereix una perspectiva general, si b resumida, de la nanotecnologia: qu s i quin impacte tindr sobre la indstria, leconomia, el medi ambient i la societat, i suggereix algunes accions que es poden adoptar a escala regional per abordar els principals temes problemtics, centrant-se sobretot a Catalunya.

PARAULES CLAU

Nano, nanotecnologia, partcules, R+D, transferncia tecnolgica

10



11



CONTINGUT

1. EL VALOR AFEGIT DE LA INDEPENDNCIA

2. INFORMACI PER A LA PRESA DE DECISIONS..... SOBRE NANO?

3. PRLEG

4. SOBRE LAUTOR

5. NANOTECNOLOGIA: QU S I COM ENS AFECTAR?

6. RESUM EXECUTIU

7. INTRODUCCI

8. TEMA PRINCIPAL8.1 Qu s la nanotecnologia? ......................................................................... 18

8.2 Per qu sest desenvolupant la nanotecnologia tan rpidament? ......... 24

8.3 Quin ser limpacte de la nanotecnologia? ............................................... 27

8.3.1 Cronologia .........................................................................................................27

8.3.2 Impacte en el medi ambient .............................................................................31

8.3.3 Impacte en la societat .......................................................................................33

8.3.4 Creaci de llocs de treball, educaci i formaci ..............................................36

8.4 Inversi actual en nanotecnologia ............................................................. 39

8.5 Seguretat i regulaci de la nanotecnologia .............................................. 41

8.5.1 Legislaci de la UE .............................................................................................41

8.5.2 Preocupaci pblica ..........................................................................................42

8.6 La producci de nanotecnologia ................................................................ 46

8.6.1 Enfocament top-down (de dalt a baix) o enfocament bottom-up (de baix a

dalt) 47

8.6.2 Instrumentaci i control de qualitat ................................................................48

8.7 Quin paper hi juguen els governs? ............................................................. 49

8.7.1 Nivell de la UE ....................................................................................................49

8.7.2 Nivell regional ....................................................................................................51

8.7.3 Estimulaci de la transferncia de tecnologia de la nanocincia al sector empre-

sarial ...................................................................................................................52

8.8 La nanotecnologia a Espanya i Catalunya ................................................. 55

9. CONCLUSIONS

10. RECOMANACIONS10.1 Recomanaci 1: desenvolupament de nanotecnologies clau per recolzar la

indstria catalana ........................................................................................ 60

10.2 Recomanaci 2: selecci i concentraci dels esforos a determinades rees clau amb la finalitat derigir-se en lder dun nnxol concret del mercat . 62

10.3 Recomanaci 3: adopci de poltiques proactives en matria de salut i segu-retat .............................................................................................................. 65

11. ANNEX 1: Bibliografia recomanada

12. ANNEX 2: Aplicacions de la nanotecnologia12.3.1 Aplicacions mdiques ........................................................................................69

12.3.2 Aplicacions en tecnologia de la informaci i la comunicaci (TIC) ................72

12.3.3 Aplicacions energtiques ..................................................................................74

12.3.4 Aplicacions materials .........................................................................................76

12.3.5 Aplicacions industrials i de fabricaci ..............................................................77

12.3.6 Aplicacions en el camp de lalimentaci ..........................................................78

12.3.7 Aplicacions ambientals ......................................................................................79

12.3.8 Aplicacions de seguretat ...................................................................................80

12.3.9 Aplicacions militars ............................................................................................81

13. ANNEX 3: Aspectes tics, legals i socials

14. ANNEX 4 : Extractes sobre salut i seguretat de la Comunicaci de 2004

de la CE Vers una estratgia europea per a les nanotecnologies

15. ANNEX 5: Legislaci de seguretat de la UE aplicada a la nanotecnologia

16. REFERNCIES BIBLIOGRFIQUES

12



13



RESUM EXECUTIU

Nanotecnologia s un terme general que comprn multitud de tecnologies i aplicacions que fan servir el comportament peculiar que t la matria, quan aquesta forma estructures molt petites (inferiors a 100 nm: 0,0000001 m aproximadament). A aquesta escala, les lleis clssiques de la fsica cedeixen pas a les lleis de la fsica quntica, i normalment sobtenen materials amb unes propietats molt diferents de les que presenten en la seva forma macroscpica.1 Aquests canvis inclouen el color, la conductivitat, la reactivitat i la resistncia,2 entre daltres.

Lenorme importncia de la nanotecnologia rau en el fet que mostra tots els signes de convertir-se en una potent tecnologia daplicaci general (TAG o GPT en les seves sigles angleses, General Purpose Technology), similar a lelectricitat, la mquina de vapor i lordinador.3 Les TAG es caracteritzen per la seva versatilitat daplic aci en diversos sectors industrials i per la magnitud del seu impacte en daltres tecnologies, a ms de per propiciar importants canvis en la productivitat econmica. Malgrat ser summament positives a llarg termini en qesti de productivitat, les TAG poden provocar un trasbals important i requerir grans inversions en infraestructura en ser adoptades.

La nanotecnologia, per, no s noms una idea per al futur: molts productes disponibles al mercat fan servir ja nanotecnologies.4 Tanmateix, ls del terme nano no est regulat i molts articles setiqueten com a nano per la senzilla ra de ser petits o nous , malgrat no incorporar cap producte nanotecnolgic.5

En el decurs de la passada dcada, la nanotecnologia va experimentar un creixement espectacular arreu del mn, tant en termes devoluci com dinversi, comparable al que va passar amb les tecnologies gentiques a la dcada dels noranta. Aquesta aparici sobtada respon a moltes raons, ats que la nanotecnologia s el resultat de tecnologies convergents (vegeu Informe ICPDE nm. 01 Avaluaci tecnolgica de les tecnologies convergents, FCRI, juliol 2008). Per a la seva emergncia va ser necessari el desenvolupament previ de tot un ventall de capacitats en molts camps diferents;6 en destaquen: avenos en microscpia que han possibilitat captar imatges dtoms individua ls; avenos en la teoria cientfica que han perms explicar el comportament peculiar de la matria a escala nanomtrica; avenos en la sntesi que han proporcionat ms control sobre la grandria, la forma i lassemblatge, i avenos en tcniques de fabricaci impulsats per la indstria dels semiconductors que permeten produir fcilment partcules i estructures a escala nanomtrica.

La nanotecnologia t aplicacions prctiques a gaireb tots els camps. Les nanotecnologies mdiques7 ofereixen tractaments, implants i aparells quirrgics molt millorats; els nanomaterials proporcionen materials de cons trucci ms resistents i lleugers, a ms de superfcies resistents a la corrosi i fins i tot materials completament nous que integren aspectes biolgics i inorgnics; la nanoelectrnica, per la seva banda, ha perms crear dispositius de computaci ms petits i cada cop ms potents, aix com pantalles de vdeo flexibles i circuits entreteixits en roba; les nanopartcules ofereixen millors cosmtics i catalitzadors, i existeixen tamb importants aplicacions en energia, electrodomstics, alimentaci, medi ambient i tecnologia aeroespacial i militar.

14



15



En general, la major part de les prediccions divideixen el desenvolupament de la nanotecnologia en tres grans fases:8

fase inicial (propers 5 anys): la nanotecnologia es troba en fase de recerca i el coneixement cientfic es comena a traduir en aplicacions slides;

desenvolupament comercial (5-10 anys): durant aquest perode es preveu que es desenvolupin i es comencin a produir a escala industrial moltes aplicacions diferents;

s generalitzat (10-15 anys): la nanotecnologia shaur consolidat com a indstria i els consumidors gaudiran dun ampli espectre de productes que incorporin nanotecnologia. En aquest punt es preveu que el mercat mundial de les aplicacions i els productes amb nanotecnologia superi el bili de dlars.

Limpacte en la indstria diferir en funci del sector. Per a algunes indstries, les nanotecnologies oferiran millores progressives i aquests canvis possiblement sabsorbiran fcilment com a part dun programa de millora continuada. Altres sectors, per contra, hauran de dur a terme una renovaci generalitzada dinfraestructures i equipaments obsolets, cosa que podria tenir conseqncies negatives.

Cal apuntar que no sempre resulta car aplicar la nanotecnologia. Un cop es coneguin i es comercialitzin els mtodes de producci, aquests podrien implicar senzilles actualitzacions o millores de processos ja existents. Aix doncs, algunes indstries incorporaran de manera natural les nanotecnologies sense haver-hi de fer grans inversions.

Pel que fa al medi ambient, es preveuen efectes tant positius com negatius9. Moltes nanotecnologies augmentaran leficincia (faran servir menys energia i materials) i reduiran els subproductes contaminants. Tamb es faran servir nanotecnologies per supervisar el medi ambient i corregir problemes com els vessaments de petroli o controlar brots de malalties. Alguns nanomaterials, per, en especial les nanopartcules, podrien resultar txics i difcils de contenir i, en conseqncia, comportar riscos per a la salut humana i ambiental. La inexistncia actual duna regulaci i un control ferris en aquest mbit s una de les principals causes de preocupaci10 entre lopini pblica.

Es preveu que limpacte en la societat sigui profund11 i afecti mltiples facetes de la vida quotidiana, alhora que comporti una millora significativa en la qualitat de vida. Tanmateix estan aflorant una srie dinquietuds socials greus: algunes nanotecnologies, com els sensors i els robots, podrien plantejar desafiaments importants al dret a la privacitat; les desigualtats potencials entre els qui tenen accs a les nanotecnologies i els qui no podrien generar tensions; les nanotecnologies podrien augmentar el risc que suposen individus malfics i organitzacions terroristes, aix com els riscos per a la salut, tant dels treballadors com dels consumidors i del medi ambient, potser laspecte que ms preocupa a la societat. Tot i ser importants, cal destacar que aquests recels no sn exclusius de la nanotecnologia, sin compartits amb la major part de les noves tecnologies.

El motor inicial que va propiciar laven mundial de la nanotecnologia va ser el finanament pblic, que continua exercint un paper fonamental. La UE encapala la inversi pblica mundial en aquest sector (la CE i els seus membres hi inverteixen ms de dos mil milions de dlars lany den 2005), seguida pels Estats Units amb 1.700 milions, Jap amb mil milions i la resta del mn amb 700 milions.8 Aix es reflecteix en la producci cientfica: la UE ha produt al voltant del 40% de la literatura cientfica sobre nanotecnologia revisada per experts en lltima dcada.

Daltra banda, el finanament privat de la nanotecnologia (que actualment supera el pblic a escala mundial) a la UE se situa per darrera del finanament a la resta del mn desenvolupat. La inversi privada als EUA supera els dos mil milions de dlars i al Jap els 1.700 milions, mentre que el sector industrial europeu noms hi inverteix mil milions de dlars lany. Aquesta manca dimplicaci per part de la indstria es reflecteix en el nombre de patents contractades i de productes trets al mercat, mbit on els EUA12 i el Jap superen amb escreix a Europa, que nicament produeix el 12% de productes basats en nanotecnologia comercialitzats avui dia.

Espanya, com la majoria dels pasos desenvolupats, ha enregistrat un fort creixement en R+D relacionada amb nanotecnologia en lltima dcada. Lany 2000 menys de 100 cientfics a escala nacional es dedicaven a la nanotecnologia, xifra que avui dia supera el miler, la majoria dells implicats en projectes que incorporen aspectes de la nanotecnologia en les seves recerques.13

Malgrat aix, la inversi que fa Espanya en nanotecnologia s molt inferior a la daltres pasos dunes dimensions similars o fins i tot inferiors, tant a nivell general com per cpita. s ms, el problema general europeu de la transferncia de tecnologia sembla ser especialment agut a Espanya.14

Dins del territori nacional, Catalunya posseeix el major nombre de grups de nanotecnologia desprs de Madrid, aix com un Institut de Nanotecnologia propi i un conjunt dinstituts i grups de recerca addicionals que treballen amb nanotecnologia.

Duns anys en shan redactat multitud dinformes relatius als diversos aspectes tecnolgics, industrials i socials que envolten la nanotecnologia.15,16,17 La majoria aposten per una acci contundent en poltica pblica amb la finalitat de continuar invertint en recerca bsica alhora que es fomenta i estimula la transferncia de tecnologia i el desenvolupament daplicacions comercials; regul ar e ls temes de salut i seguretat i concebre estndards de mesura i etiquetatge internacionals; i abordar les necessitats de la m dobra establint programes deducaci i formaci multidisciplinaris, recolzats per una educaci pblica ms general sobre nanotecnologia.

A banda daquests objectius generals, regions com ara Catalunya haurien davaluar tamb la millor manera dutilitzar els recursos limitats. Daltres regions i pasos petits proven de trobar nnxols concrets al mercat de les capacitats tecnolgiques i industrials amb la finalitat dassolir el lideratge en un o ms sectors. Catalunya compta amb fonaments slids en diverses indstries i tecnologies, com ara la biocincia, les quals es podrien estimular en aquest sentit.

16



17



INTRODUCCI

La nanotecnologia abraa qualsevol tecnologia que utilitza les propietats peculiars de la matria que es comencen a manifestar quan aquesta sestructura a una escala inferior als 100 nm (0,0000001 metres). Els nanoefectes, per, no sn nous, sin que estan presents en abundncia a la natura, per exemple a les nanopartcules del carb del sutge dels focs i als colors brillants de les ales de papallona, produts per la superfcie nanoestructurada de les seves escames.

La novetat rau en la nostra capacitat dobservar, manipular i controlar la matria a lescala nanomtrica, i fer-ho en quantitats comercials. Una potent conjuminaci de noves eines, capacitats i coneixements permet avui dia als cientfics no noms observar, sin tamb manipular i formar partcules i estructures a escala nanomtrica.

Aquesta cincia sest comercialitzant rpidament en un ampli ventall de noves partcules i dispositius amb aplicacions prctiques,18 com ara: sensors ultrasensibles capaos de detectar contaminants i patgens, sensors de moviment microscpic per a aplicacions de seguretat, partcules medicinals capaces de subministrar frmacs directament als tumors, superfcies adherents (o antiadherents) o dispositius integrats lab-on-a-chip (laboratori en un xip) capaos de proveir resultats instantanis per a diagnstics realitzats a casa. La llista s infinita.

LA NANOTECNOLOGIA A LA NATURA: Ales de papallona

Els colors duna papallona no es formen amb pigments, com ara el color dels nostres ulls i els tints usats per acolorir la nostra roba, sin ms aviat mitjanant el control i la manipulaci de la llum a travs de nanoestructures complexes.

Les ales de papallona estan cobertes per milers descates diminutes, cadascuna de les quals s una nanoestructura que fan que noms certs colors de llum es reflecteixin des de diferents angles. Aquest tipus de nanoestructures es denominen cristalls fotnics i nhi ha molts exemples a la natura, com ara els colors iridescents de les plomes dels paons i els misteriosos colors de lpal.

[Fotografia de la papallona blava (Morpho menelaus) de Gregory Phill ips, disponible ll iurament a http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue_morpho_butterfly.jpg, i sota ll icncia GNU]

La primera onada de productes comercials ja ha arribat, amb ms de 807 al mercat internacional,4 incloent-hi articles quotidians com ara dentifricis, cosmtics, raquetes de tennis i mitjons. Fins ara es tracta darticles relativament senzills tant pel que fa a la tecnologia com a la seva funci, per el fet que ms de 420 empreses en 21 pasos proclamin pblicament estar desenvolupant productes amb nanotecnologia convida a preveure que la quantitat i la complexitat de les nanotecnologies faci explosi aviat i santicipa8,15 que el volum en vendes assolir un bili de dlars el 2015.

Ara b, els avantatges van de la m de perills. Moltes de les nanopartcules i els nanomaterials que sestan desenvolupant no existeixen a la natura i les seves propietats caracterstiques podrien suposar greus riscos per a la salut i el medi ambient.19 Existeix la preocupaci que, si les nanoindstries no es regulen degudament, es podria estendre entre lopini pblica una desconfiana envers la tecnologia que desembocaria en una contrareacci similar a la que es va passar amb les tecnologies de lenginyeria gentica. La CE ha identificat aquesta problemtica i ha adoptat mesures per incrementar la recerca i millorar la legislaci en les rees escaients.

Els poltics tamb afronten el tema de com avaluar a quines indstries domstiques la nanotecnologia t ms probabilitats desdevenir important per mantenir lavantatge competitiu i garantir que els recursos destinats a R+D i la transferncia de tecnologies es despleguen de la manera adequada perqu les indstries locals no quedin obsoletes.20 Aquest tema preocupa especialment a Europa, que sembla anar endarrerida en relaci amb altres regions en la comercialitzaci dels resultats de les seves recerques.

Lobjectiu daquest informe s oferir una perspectiva general dels principals avenos ms recents en matria de nanotecnologia, tant a nivell de recerca com de comercialitzaci, destacar aquells temes que shan identificat com a preocupants per al pblic i plantejar recomanacions en relaci amb quines poltiques pbliques shaurien de revisar per tal dabor dar les necessitats de la poblaci, la indstria i lmbit acadmic.

18



19



TEMA PRINCIPAL

QU S LA NANOTECNOLOGIA?

Existeixen diverses definicions de la nanotecnologia, per totes elles coincideixen en el fet que abraa qualsevol tcnica que o b manipuli la matria a escala nanomtrica o b faci s de les propietats particulars de la matria que es presenten a aquesta escala.21

El terme nano procedeix del terme grec per a nan2 i en mesurament cientfic equival a una mil milionsima part. s a dir, que un nanmetre equival a una milmilionsima part dun metre. Per donar una mica de perspectiva, un cabell hum mesura al voltant de 80.000 nanmetres i una molcula dADN t una grandria duns 2 nm. Al punt duna i, hi cabrien un mili de nanopartcules.

El contrast foname ntal22 entre la nanotecnologia i les microtecnologies ms antigues emprades en xips informtics s que el procs de reducci de grandria ha superat una barrera crtica: ms enll daquest, les lleis de la fsica newtoniana clssica no shi apliquen i entren en joc lleis diferents descrites per la fsica. Qualsevol material redut a la nanoescala es pot, aix doncs, comportar duna manera molt diferent de com ho fa en la seva forma voluminosa. Per exemple, els materials elctricament allants poden esdevenir conductors; les substncies indissolubles, solubles, i els colors poden canviar o tornar-se transparents.

Superada la nanoescala s fins i tot possible (si ms no als laboratoris ms avanats) controlar toms individuals i produir caracterstiques superficials tom a tom, cosa que obre la possibilitat de construir aparells i estructures complexes a escala molecular.

Les nanotecnologies es presenten en mltiples formes:23

Les nanopartcules sn par tcules de qualsevol material duna grandria inferior a 100 nm. Acostumen a ocrrer de manera natural, per exemple, al fum dels focs i a les cendres dels volcans. Tamb es produeixen de manera accidental com a resultat dactivitats humanes, per exemple, als gasos descapament dels motors dels cotxes, i actualment es fabriquen cada cop ms de manera intencionada (per exemple, nanopartcules de dixid de titani per a cremes solars, les quals protegeixen la pell de la radiaci UV).

Els nanotubs sn estructures tubulars, normalment integrades per toms de carboni, amb un dimetre propi de la nanoescala, de pocs nanmetres. Poden exhibir una resistncia extraordinria i propietats trmiques i elctriques niques, la qual cosa els fa potencialment tils en moltes aplicacions als mbits de lelectrnica, lptica i la cincia dels materials, a ms doferir usos potencials al camp de larquitectura.

La nanoelectrnica,24 dacord amb la seva definici cientfica, es refereix a circuits i dispositius electrnics que fan s de les propietats especials de la matria a lescala nanomtrica (por exemple, transistors de la mida dun tom que es poden activar amb un sol electr). Si b la majoria dels xips informtics produts els darrers anys incorporen milions de transistors amb una grandria inferior a 100 nm (i per tant es poden anomenar estrictament nanotecnologia), a causa del fet que aquests funcionen duna manera molt semblant a la dels seus predecessors ms voluminosos, no acostumen a considerar-se prpiament nanotecnologia, sin versions de mida nanomtrica de dispositius microelectrnics tradicionals.

Cal destacar, per, que, ats que les mides dels transistors saproximen actualment a lescala a la qual entren en acci els nanoefectes, estan assolint el lmit fsic de la miniaturitzaci. Lextraordinria inversi que actualment es destina a la nanoelectrnica t per finalitat, aix doncs, desenvolupar la tecnologia de segent generaci (els principals aspirants sn lelectrnica molecular i els interruptors ptics), la qual permetr que la potncia i la miniaturitzaci informtica continun progressant ms enll del lmit fsic de les tecnologies microelectrniques actuals.

Els nanomaterials sn materials estndards com ara metalls, plstics i compostos que incorporen nanopartcules o nanosuperfcies. Inserir petites quantitats de nanopartcules a una substncia pot alterar espectacularment les seves propietats i, per exemple, permetre de crear materials de construcci ms lleugers i resistents. De la mateixa manera, laplicaci de fines capes superficials de materials nanoestructurats pot modificar enormement les propietats de les superfcies i transformar els materials en resistents a les ratlladures, facilitar la seva neteja o fins i tot fer-los capaos de convertir lenergia solar en electricitat (materials fotovoltaics).

La nanomedicina s laplicaci de la nanotecnologia amb finalitats mdiques. Pot incloure des de ls daparells de mida nanomtrica, com per exemple sensors i implants, fins a revestiments nanoestructurats de superfcies, emprats per exemple per evitar que el cos rebutgi implants mecnics, o partcules de mida nanomtrica per millorar el subministrament de frmacs.

Les nanotecnologies ofereixen a ms eines potencials per al desenvolupament de teranstics, combinaci de diagnstic i terpia. Per exemple, diverses empreses treballen en aparells a nanoescala que, implantats a lorganisme, identificarien els cncers i actuarien de manera immediata alliberant el frmac directament al punt on es troben les cllules cancergenes.

La nanorobtica25 s la creaci de mquines diminutes que es podrien fer servir amb aplicacions mdiques (per exemple, robots diminuts per netejar les artries de residus de colesterol), si b tamb es podrien usar per a moltes altres finalitats, per exemple: com a sensors ambientals, per reparar i netejar mquines i llars, i fins i tot per construir altres mquines.

20



21



Tot i que encara estem molt lluny de comptar amb nanorobots operatius, s un concepte que inquieta molta gent, perqu aquestes mquines podrien provocar un mal considerable si es dissenyen de manera malintencionada i se les capacita per funcionar sense control.

EXEMPLE DINSTRUMENT: El microscopi electrnic i el microscopi de forces atmiques

Els microscopis ptics shan utilitzat des de fa centenars danys i han perms als cientfics estudiar estructures microscpiques. Per els microscopis ptics tenen un lmit fonamental duns 1.000 augments.

A la dcada dels 20 es va descobrir que els electrons que es desplacen a gran velocitat es comporten com la llum i que, a ms, es poden utilitzar camps elctrics i magntics a mode de lents per a enfocar-los i desviar-los. Ernst Ruska, a la Universitat de Berln, va combinar aquestes caracterstiques i va construir el primer microscopi electrnic de transmissi (TEM, transmission electron microscope) el 1931. Per a aquest treball, i altres de posteriors, se li va atorgar el Premi Nobel de Fsica lany 1986.

Darrerament els microscopis electrnics han aconseguit millores impressionants. Els actuals poden assolir fins a 1 mili daugments amb una resoluci de 0,1 nm, una potncia suficient per a veure els toms individuals.

Una altra forma de microscopi, el microscopi de sonda de rastreig, va ser desenvolupat el 1981 per Gerd Binnig i Heinrich Rohrer (treball pel qual tamb compartiren el Premi Nobel de Fsica de 1986). El microscopi de sonda de rastreig utilitza una punta sensible que interacciona directament amb la superfcie de la mostra per a obtenir-ne una imatge tridimensional.

Des de llavors shan desenvolupat diversos sistemes basats en el microscopi de sonda de rastreig, com ara el microscopi de forces atmiques (AFM, atomic force microscope), especialment til en el desenvolupament de la nanotecnologia, grcies a la seva capacitat no noms de mesurar superfcies, sin tamb de manipular toms i molcules sobre la superfcie de les mostres.

LAFM s fora ms barat i pot operar en condicions molt menys restrictives que els microscopis electrnics, i permet obtenir imatges de gaireb qualsevol tipus de superfcie, inclosos polmers, cermiques, compsits, vidres i mostres biolgiques.

Aquestes eines permeten als cientfics ampliar les fronteres dels descobriments i de lexploraci i faciliten els avenos en farmacologia, biotecnologia, policia cientfica, patologia, cincia de materials, fabricaci de semiconductors i emmagatzematge de dades.

[Fotografies disponibles a http://www.fei.com/Resources/image_gallery.aspx; http://www.fei.com/uploadedImages/Resources/image_gallery/images/others/fly_eye.jpg i http://www.fei.com/resources/nanoscale-bug.aspx. FEI Company.]

Els nanosensors sn dispositius de mida nano que mesuren les propietats fsiques, qumiques o biolgiques, i transmeten la informaci duna manera til per als ssers humans. Per exemple, es podrien dispersar per una fbrica i informar sobre possibles fugues de substncies qumiques perilloses, o es podrien usar a llocs pblics per detectar malalties perilloses, explosius o verins. Els nanosensors comercials es troben a les beceroles del seu desenvolupament, si b es preveu que es comercialitzin molt ms aviat que els nanorobots.

La nanotoxicologia s lestudi de la toxicitat dels nanomaterials. La majoria de les preocupacions relatives a la toxicitat tenen relaci amb les nanopartcules, tot i que les superfcies nanoestructurades i els dispositius nanomdics tamb tenen el potencial de provocar danys. Algunes nanopartcules sn potencialment perilloses per les propietats especfiques com ara la seva reduda mida, la seva gran superfcie reactiva o les dificultats per evitar que es difonguin al medi ambient.

PER QU S IMPORTANT LA NANOTECNOLOGIA?

Hi ha qui considera la nanotecnologia summament important perqu mostra tots els indicis de convertir-se en una tecnologia amb aplicacions generals (TAG).

Tecnologia amb aplicacions generals s un terme3 que els economistes utilitzen per descriure els grans salts dinnovaci que poden afectar economies senceres, normalment a escala nacional i, a posteriori, mundial. Alguns exemples del passat sn laparici de lescriptura, lacer, la mquina de vapor, el ferrocarril, lelectricitat, les telecomunicacions i els ordinadors.

Les caracterstiques de les TAG sn:

versatilitat: sutilitzen a sectors mltiples i heterogenis;

dinamisme tecnolgic: augmenten el potencial duna economia per fomentar la innovaci contnua en la indstria i la cincia, i

innovaci complementria: proporcionen capacitats millorades en moltes altres rees tcniques i, en conseqncia, augmenten la productivitat de la recerca i el desenvolupament a molts sectors.

Com a resultat daquests impactes, les TAG tenen profundes repercussions en leconomia, i no totes elles sn positives. Tot i que a llarg termini les TAG poden propiciar un augment de la productivitat i un creixement econmic importantssims, a curt termini poden generar un trasbals considerable. Les infraestructures, lequipament i les habilitats laborals existents poden quedar desfasades, la qual cosa implica el tancament de les empreses,

22



23



la reeducaci dels treballadors i lobligaci dels governs de destinar importants inversions a actualitzacions. (Un exemple clssic s la introducci de la mquina de vapor i els ferrocarrils).

Quan nano no significa nano

Cada cop ms els productes de consum setiqueten amb la paraula nano que transmet al consumidor mitj la imatge de quelcom nou i/o petit i/o dalta tecnologia. Un exemple clssic s liPod Nano dApple, un reproductor de msica, de gran xit a tot el mn.

Fins i tot en molts exemples com lanterior, el producte realment no cont nanotecnologia. Com a mnim en el cas de liPod s cert, ja que els components informtics interns presenten trets a escala nano, encara que no es diferencien gaire dels que es troben al nostre ordinador personal, i que no qualificarem com a nanotecnologia dacord amb les definicions daquest informe.

Aquesta forma de falsa publicitat preocupa a molts. Els defensors de la nanotecnologia temen que si els productes comercialitzats com a nanotecnologia funcionen pobrement o es detecta que afecten la salut o el medi ambient, aleshores la nanotecnologia patir injustament.

Els grups de consumidors tamb estan preocupats; temen que les empreses saprofitin de la complexitat de la nanotecnologia i confonguin els consumidors perqu pensin que un producte t trets associats amb la nanotecnologia quan de fet no s veritat.

Tot seguit, es fa referncia a dos exemples reals on aquestes situacions ja han passat:

CAS 1: A Alemanya, el mar de 2006, ls desprai aerosol segellant conegut com a Magic-Nano va fer que unes 100 persones fossin hospitalitzades amb condicions respiratries severes. Tanmateix, lInstitut Federal Alemany per a la Gesti de Riscos (BfR) mitjanant una investigaci rigorosa va detectar que, malgrat el nom del producte, aquest no contenia en realitat nanopartcules, tal com van confirmar les anlisis qumiques fetes a dos laboratoris qumics diferents. El BfR va descobrir que els problemes de salut van ser provocats per la inhalaci de lespari aerosol.

CAS 2: la rentadora Samsung Silver Nano va ser anunciada com una mquina que utilitzava nanopartcules dargent que actuaven com a agents antibacterians. Aquesta mquina produeix ions dargent denominats nanopartcules mitjanant electrlisi i que salliberen dins de la rentadora durant el cicle de rentatge. Per tal com les partcules salliberen dins del sistema de laigua, es planteja la preocupaci de si els ions dargent podrien perjudicar el medi ambient i la depuraci daiges.

No obstant aix, el Health and Safety Executive (HSE) al Regne Unit i lEnvironmental Protection Agency (EPA) als Estats Units van investigar i van descobrir que les partcules dargent sn ions normals, que es troben a totes les sals dargent naturals i artificials. Per tant, en realitat, doncs, la nanotecnologia no hi s, i no existeixen nous riscos ms enll dels que es presenten normalment als ions dargent.

[Font: Nanotechnology in Consumer Products, Nanoforum Report, European Commission, 2006; i Nanosciences and Nanotechnologies: A Review of Governments Progress on its Policy Commitments, UK Council for Science & Technology, March 2007]

De vegades la introducci duna TAG pot generar inquietud social fins i tot abans de laflorament de problemes reals. Quan la tecnologia informtica va comenar a difondres existia la temena

que els ordinadors acabessin per reemplaar les persones i aquestes perdessin els seus llocs de treball. Aquesta creena contenia una part de veritat, com demostra el fet que moltes feines manuals quedessin obsoletes i els treballadors es veiessin forats a formar-se de nou i convertir-se en programadors i operadors informtics, per els temuts impactes negatius no es van materialitzar a gran escala.

s massa aviat per afirmar de manera rotunda si la nanotecnologia esdevindr una TAG important, per ja en mostra els primers smptomes; en teoria, possibilita una producci i una comunicaci ms eficients; t repercussions en prcticament tots els sectors industrials importants, des de la informtica a la medicina, i proporciona als cientfics la possibilitat dindagar en molts altres camps del coneixement tot dotant-los deines experimentals ms potents.26,27

Davant aquesta expectaci, els governs i la indstria privada darreu del mn inverteixen milions en R+D en un intent per garantir el seu posicionament al capdavant del desenvolupament i la seva capacitat de participar dels beneficis econmics i socials augurats.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Des

pesa

anu

al e

n m

ili

de $

Despesa governamental anual en nanotecnologia 1997-2005Font: Fundacin de la Innovacin Bankinter (2006) Nanotechnologia: La revolucin

industrial del siglo XXI

Europa occidental Jap EUA Resta del mn

24



25



PER QU SEST DESENVOLUPANT LA NANOTECNOLOGIA TAN RPIDAMENT?

La nanotecnologia existeix des de fa temps, tot i que no es coneixia amb aquest nom. Les nanopartcules, les superfcies nanoestructurades i els nanomaterials sn presents a la natura, i la humanitat sempre ha fet s de les seves propietats especials, sovint de manera inconscient. Un dels primers usos coneguts de nanomaterials es remunta al segle IV: la copa de Licurg de Roma est fabricada amb un vidre especial que canvia de color quan se sost a contrallum. Estudis duts a terme recentment han demostrat que aquesta propietat especial s deguda al fet que el vidre cont nanopartcules dor i argent.

NANOTECNOLOGIA ANTIGA: La copa de Licurg

La copa de Licurg es va fer probablement a Roma, al segle IV aC.

Aquesta copa extraordinria s lnic exemple complet dun tipus de vidre molt especial, anomenat dicroic, que canvia de color quan la llum hi incideix. La copa, verda i opaca, es torna de color vermell translcid i brillant quan la llum la travessa. La copa cont traces collodals dor i de plata, partcules de mida nanomtrica que li confereixen aquestes propietats ptiques inslites.

La copa de Licurg (a lesquerra, vista normal; a la dreta, vista quan la llum hi incideix)

Fotografies reprodudes amb lautoritzaci del British Museum.

http://www.britishmuseum.org/explore/highlights/highlight_objects/pe_mla/t/the_lycurgus_cup.aspx

Tamb se sap que el procs ideat per B.F Goodrich el 1885 dafegir negre de carb als pneumtics per tornar-los daquest color, el qual a ms els feia molt ms resistents a labrasi, en realitat va consistir a afegir nanopartcules de carboni a la matriu de cautx, que va esdevenir un dels primers nanomaterials compostos produts en srie per la humanitat.

Tot i aix, lespectacular augment de linters per la cincia i lenginyeria a nanoescala durant la dcada passada respon a la combinaci de diversos factors:4

avenos tcnics com ara la microscpia de la fora atmica i dels electrons, que ha perms als cientfics veure i manipular la matria a la nanoescala;

avenos en fabricaci, en gran mesura propiciats per la indstria de la microelectrnica, i avenos de sntesi, tant en la indstria orgnica com inorgnica, que han perms la producci comercial de dispositius descala nanomtrica;

avenos cientfics en fsica i qumica que han propiciat la comprensi de com i per qu les propietats de la matria canvien de manera tan drstica a la nanoescala;

avenos biolgics, encapalats per les indstries farmacutica i bioqumica, que han perms dacoblar molcules biolgiques de nanoescala a superfcies inorgniques com ara vidre, metall i plstic i, com a resultat, han possibilitat la uni de components biolgics, mecnics i electrnics;

cooperaci global en R+D a molts sectors, fet que ha donat lloc a la profusi dinstallacions i cientfics involucrats en el desenvolupament de les nanotecnologies, cosa que alhora ha propiciat una evoluci a un ritme accelerat, i

augment del finanament governamental destinat a nanotecnologia, en especial en els darrers cinc anys, el qual ha estat acompanyat per una creena general per part de la indstria i la cincia segons la qual la nanotecnologia originar una revoluci similar a la de la tecnologia dels semiconductors en el passat.

Lactual boom de la nanotecnologia s, per tant, resultat duna convergncia davenos tecnolgics que han conflut durant la dcada passada.

A mesura que senregistren nous avenos, per exemple en equipament per visualitzar i manipular la matria a la nanoescala, aquests en propicien daltres, i aix salimenta lefecte bola de neu davenos tecnolgics i cientfics i aplicacions comercials que sembla estar succeint.

26



27



Una breu histria de la nanotecnologia

[Font: NANOTECNOLOGA, La revolucin industrial del siglo XXI, , Fundacin de la Innovacin Bankinter 2006;

www.fundacioWikipedia: Nanotechnology]

El naixement de la nanotecnologia satribueix al fsic Richard Feynman, guanyador del Premi Nobel de Fsica, quan el 1959 va pronunciar el discurs dobertura de la reuni de lAmerican Physical Society, titulat Theres Plenty of Room at the Bottom (Hi ha molt de lloc all baix).

En aquest discurs, Feynman va examinar els possibles beneficis per a la societat si sarribava a poder agafar toms i molcules i collocar-los a llocs preestablerts i a fabricar objectes amb una precisi duns pocs toms.

Feynman va oferir dos premis de 1.000 dlars cada un: un per a la primera persona capa de crear un motor elctric en un cub de 0,4 mm; laltre per a qualsevol que pogus reduir 25.000 vegades la informaci continguda a la pgina dun llibre. El primer repte es va aconseguir lany segent, per el segon no es va assolir fins al 1985.

Des de lany 1993 el Foresight Nanotech Institute, en honor de Feynman, atorga el Premi Feynman de Nanotecnologia, que reconeix assoliments significatius que contribueixen al desenvolupament de la nanotecnologia.

El terme nanotecnologia va ser creat per Norio Taniguchi, de la Universitat de Tquio, el 1974, per distingir entre lenginyeria a escala micromtrica i lenginyeria a escala nanomtrica. El terme desprs es va fer fams grcies a Eric Drexler, que al seu llibre Engines of Creation, publicat el 1986, va establir els fonaments terics de bona part de la nanotecnologia actual i va articular les possibilitats fascinants i els perills associats a lenginyeria a escala molecular.

La nanotecnologia experimental va comenar a la dcada dels 80 amb el desenvolupament de nous tipus de microscopis, com ara el microscopi electrnic defecte tnel i el microscopi de forces atmiques, que poden visualitzar i manipular la matria a escala atmica.

A la dcada dels 90 es van descobrir les propietats sorprenents dels nanotubs de carboni i daltres nanopartcules, que van permetre obrir les portes a un camp molt ms ampli daplicacions nanotecnolgiques de les que shavien previst inicialment.

La tendncia actual dinversions i lacceleraci de la nanotecnologia es va iniciar de cop el 1999 quan el president dels Estats Units, Bill Clinton, va anunciar el programa National Nanotechnology Initiative (Iniciativa Nacional en Nanotecnologia). Poc desprs es van posar en marxa programes similars a Europa i al Jap. De llavors en, el creixement de la nanotecnologia no ha deixat daccelerar-se.

QUIN SER LIMPACTE DE LA NANOTECNOLOGIA?

Existeixen opinions enfrontades sobre amb quina celeritat es pot produir la revoluci de la nanotecnologia i quin ser labast del seu impacte tant a les economies locals com mundials.

Cronologia

En general, la majoria dels analistes auguren tres grans fases de desenvolupament:6

fase inicial (propers 5 anys): la nanotecnologia es troba en fase de recerca i el coneixement cientfic es comena a traduir en aplicacions slides;

desenvolupament comercial (5-10 anys): durant aquest perode es preveu que es desenvolupin i es comencin a produir a escala industr ial moltes aplicacions diferents, i

s generalitzat (10-15 anys): la nanotecnologia shaur consolidat com a indstria i els consumidors gaudiran dun ampli espectre de productes amb base nanotecnolgica.

Aquests clculs temporals varien de manera significativa segons el sector industrial.

Les aplicacions mdiques trigaran molt ms a implantar-se. Per tal com les noves aplicacions mdiques imposen requeriments molt estrictes amb llargs assaigs clnics, es preveu que les nanotecnologies mdiques triguin diverses dcades a esdevenir ds com.

Ja hi ha aplicacions industrials disponibles al mercat; ls de nanomaterials en aplicacions comercials generalitzades com ara pintures, adhesius i materials de construcci s una realitat.

28



29



EXEMPLE DAPLICACI: La nanotecnologia permet fer teixits per repellir la brutcia

Les nanopartcules proporcionen a aquestes fibres txtils una estructura amb un efecte semblant al de les fulles de la planta de lotus, sobre les quals laigua i la brutcia rellisquen; aquest efecte fa que les fibres repelleixin laigua i la brutcia. Les petites partcules, de menys de 100 nanmetres, fan que a les fibres txtils es produeixi un efecte semblant dautoneteja. Aquestes superfcies estan recobertes amb milers de milions daquestes nanopartcules, tan compactades que entre elles no shi pot encabir cap bri de pols. Entre una partcula de pols i la superfcie de les fibres txtils es forma una capa daire sobre la qual suren les impureses i, daquesta manera, nhi ha prou amb esbandir-les amb aigua. Fins i tot la brutcia ms resistent es pot eliminar amb facilitat.

Fins ara els nanorecobriments shan utilitzat bsicament en productes txtils denginyeria, com ara teixits per a tendes, tendals o para-sols. Per els materials utilitzats per a la confecci i la roba de la llar tamb es podran beneficiar daquesta nova tecnologia en el futur.

[ Imatge crdit: Press Photo BASF]

Factors que afecten el desenvolupament de la nanotecnologia

A part dels factors especfics per a aplicacions particulars, com ara laprovaci de productes mdics, hi ha diversos factors generals que afecten el desenvolupament i lextensi de la nanotecnologia:

Factors de capacitat:

Lexistncia i disponibilitat de les eines adequades que permetin estudis a escala nanomtrica.Una infraestructura pblica i privada adequada.

La coordinaci entre centres de recerca i empreses en la transferncia de tecnologia i la comercialitzaci. Una m dobra interdisciplinria ben formada i amb els coneixements necessaris.

Factors econmics:

Una bona identificaci de les aplicacions prctiques per a atreure inversions privades.Una reducci en els costos dels processos i dels equips.Una inversi centrada en projectes especfics i no dispersada en indstries diferents.La possibilitat daliances dempreses i altres formes de capital per a noves empreses.

Factors governamentals:

Poltiques governamentals que afavoreixin la innovaci i el desenvolupament de la nanotecnologia.Regulacions especfiques per a la nanotecnologia i les seves aplicacions.Coordinaci entre estats i regions.

Factors socials:

Acceptaci pblica de la nanotecnologia, especialment pel que fa a aspectes de seguretat i privadesa.Confiana en els agents i processos reguladors.

Serendipitat:

Es preveuen molts descobriments en un futur proper, per, tal com passa amb tota la recerca, s impossible saber per endavant qu sarribar a descobrir.

30



31



Les dimensions del mercat

Duns anys en shan realitzat mltiples estudis que calculen les dimensions futures de diferents segments dels mercats de nanotecnologia. Aquests preveuen un volum de negocis que va des dels8 150.000 milions de dlars per al 2010 (Mitsubishi Institute) fins als 2,6 bilions per al 2014 (Lux Research). La Fundaci Nacional per a la Cincia dels EUA (NSF, per les seves sigles en angls) preveu que generin fins a un bili de dlars per al 2015.

[ Fundacin de la Innovacin Bankinter (2006). Nanotecnologa. La revolucin industrial del siglo XXIa: http://www.fundacionbankinter.org/3dissue/longes/nanotecnologia.pdf]

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

optimisticscenario

pessimisticscenario

Impacte en el sector industrial

Sespera que les nanotecnologies:

millorin les tecnologies existents: que les coles adhereixin millor, que els materials de construcci esdevinguin ms resistents i lleugers, i que les superfcies siguin ms fcils de netejar i no es ratllin;

possibilitin la creaci daplicacions radicalment noves: confecci de roba amb materials bactericides, sensors que detectin contaminants i grmens, frmacs que actun nicament sobre els teixits malalts, pintures que funcionin com a cllules solars, i

incrementin leficincia: nous catalitzadors que redueixin els residus en els processos qumics, millors emmagatzemament i eficincia de les celles de combustible, tecnologies de computaci i comunicaci ms potents, i revestiments que durin ms i requereixen menys neteja.

EXEMPLE DAPLICACI: Nanocubs com a medi demmagatzematge per a lhidrogen

La voluntat de ser mbil per sense deixar destar comunicat ni renunciar a les capacitats doci ha afavorit la creaci de dispositius electrnics cada vegada ms petits i lleugers. Ara b, un problema clau, ja sigui per a ordinadors porttils, per a telfons mbils o per a reproductors de CD, s com subministrar energia elctrica a aquests dispositius porttils. Tot all que actualment poden fer les piles i les bateries, en el futur ho podran fer minicelles de combustible. Lhidrogen pot actuar com a font denergia sempre que se solucioni el problema demmagatzemar-lo per al seu s en dispositius porttils. Un possible medi demmagatzematge per a lhidrogen sn els nanocubs de compostos metalloorgnics (MOF, metal-organic frameworks), les propietats dels quals sestan investigant actualment per part dequips de recerca de BASF. [ Imatge crdit: Press Photo BASF]

Impacte en el medi ambient

Limpacte ambiental de la nanotecnologia encara es desconeix en gran mesura. Es preveu que les nanotecnologies tinguin efectes positius i negatius.

Els efectes positius podrien derivar de la millora de leficincia dels processos industrials, la concepci de sistemes energtics ms eficients, laparici de materials amb ms qualitats i que requereixin menys reparacions i manteniment, i el foment de la protecci del medi ambient mitjanant millors sensors i filtres per fer un seguiment i controlar la contaminaci i les malalties.

Els efectes negatius podrien derivar de la toxicitat potencial de les nanopartcules i els nanotubs, dels efectes collaterals involuntaris dels processos de fabricaci i els materials, dun s indegut de la nanotecnologia amb fins terroristes i dun control erroni de les nanomquines que comporti danys inesperats.

32



33



Beneficis ambientals

[Fonts: Geo Year Book 2007; Nanocap - Applications of Nanotechnology: Environment, novembre de 2007]

s probable que les nanotecnologies comportin beneficis ambientals importants en diversos aspectes:

Estalvi de matries primeres: el fet que els nanomaterials siguin ms resistents, ms duradors o, en general, ms efectius, implica que caldran menys matries primeres per a la fabricaci de productes, des dedificis fins a maquinria. Al seu torn, menys matries primeres implica menys producci minera, menys processament i menys transport, amb la reducci consegent de limpacte ambiental en tota la cadena de producci.

Processos ms eficients: actualment les nanotecnologies ja proporcionen millors catalitzadors per a reaccions qumiques i transformacions energtiques. Una eficincia ms elevada implica un menor consum denergia i de matries primeres.

Millor seguiment ambiental: els dispositius de detecci amb nanotecnologia poden ser considerablement ms barats i ms sensibles que els convencionals. Es poden utilitzar per fer seguiments ambientals de latmosfera, de laigua i del sl, amb detecci de substncies contaminants i de substncies naturals. Un millor seguiment no noms controla la contaminaci, sin que tamb permet que els agricultors gestionin millor els seus conreus i puguin fer un millor s dels fertilitzants i els plaguicides.

Superfcies funcionals: les superfcies nanotecnolgiques amb propietats funcionals ja estan disponibles comercialment. Es tracta de superfcies amb propietats dautoneteja (laigua i els greixos no shi adhereixen) utilitzades a teulades, cotxes i parets, vidres i plstics transparents que transmeten menys calor i, en conseqncia, redueixen les necessitats daire condicionat dels edificis, superfcies que no es ratllen, etc. La neteja, la restauraci i la reparaci de superfcies consumeixen grans quantitats de recursos, de manera que qualsevol tecnologia que impliqui estalvis considerables en aquest aspecte comportar grans beneficis ambientals.

Descontaminaci: algunes nanoestructures mostren un gran potencial per al seu s en sistemes de filtratge i de catlisi, per eliminar contaminants de latmosfera, de laigua i del sl. Es poden utilitzar en origen, per exemple a desguassos de fbriques, o per ajudar a netejar entorns contaminats, com s el cas de vessaments de petroli i sls contaminats.

Emmagatzematge i producci denergia: es preveu que les nanotecnologies millorin significativament les cllules solars, les celles de combustible, les bateries i altres tecnologies energtiques. Tot plegat s probable que comporti millores importants en la producci, lemmagatzematge i ls eficient de lener gia, fet que, al seu torn, pot fer reduir les emissions de gasos defecte dhivernacle i el dany ambiental.

La principal preocupaci ambiental immediata se centra en el fet que les nanopartcules28 no sacoblen a una matriu fixa, ats que sn una aplicaci preco que en molts casos ja est integrada al procs de producci en srie i tenen el potencial teric de ser nocives tant per a la salut humana com per a la del medi ambient en termes generals.

Impacte en la societat

Atesa lesperana que les nanotecnologies es difonguin mpliament i tinguin repercussions en molts sectors industrials i productes de consum, santicipa laparici dimportants problemtiques socials, econmiques, laborals, educatives, tiques i legals.29

Els estudis duts a terme han demostrat30 que la principal preocupaci de la societat envers la nanotecnologia en general s limpacte en la salut humana i el medi ambient. Ms enll daquestes inquietuds generals, nexisteixen daltres especfiques daplicacions concretes. Sovint es tracta de recels ja existents i no exclusius de la nanotecnologia, si b poden esdevenir ms importants ja que la nanotecnologia comportar una difusi ms generalitzada de les aplicacions.

Per exemple, s previsible que les aplicacions mdiques inicials de la nanotecnologia siguin molt cares, cosa que conduir a una divisi de la salut en funci de la riquesa entre aquells qui poden permetres una cura nanotecnolgica per al cncer i aquells qui no. Si b es tracta dun problema social important, no s exclusiu de la nanotecnologia, sin que es dna amb la major part dels nous tractaments mdics. (Vegeu lannex Aspectes tics, socials i legals).

Tamb existeix preocupaci pels escenaris de futur, on una multitud de nanorobots fugitius devoren la Terra i ens aboquen a un goo gris o on sempren nanomicrobis maliciosos per infectar els ssers humans i convertir-los en hostatges de la fora que controla els microbis. Si b aquests i daltres escenaris virolats sn hipotticament possibles, la tecnologia actual est molt lluny de presentar aquestes capacitats i la cincia general es concentra principalment en amenaces ms immediates.

Tal com sha explicat abans, actualment lamenaa clau percebuda s la toxicitat desconeguda (i per tant incalculable) de les nanopartcules i els nanotubs. Ats que les nanopartcules sn relativament fcils de produir (en comparaci amb daltres nanotecnologies ms complexes) i tenen un ampli ventall de funcionalitats, ja sestan fent servir en aplicacions comercials i es preveu que el seu s es generalitzi encara ms. Moltes daquestes aplicacions impliquen encastar nanopartcules i nanotubs a una matriu fixa (com ara vidre, plstic o materials de construcci) i no provoquen inquietud, ja que el principal risc rau en les nanopartcules i els nanotubs lliures.

Alguns exemples ds actual sn: les nanopartcules dxid de zinc o de dixid de titani en cremes solars i cosmtics, que proporcionen protecci UV alhora que permeten daconseguir locions transparents; les partcules de negre de carb dels neumtics, que milloren la resistncia a ls (emprades des de la dcada de 1920); les nanopartcules (de vidre) de dixid de silici en superfcies resistents a ratlladures, que allarguen el seu cicle de vida, i les nanopartcules dor que canvien de color, emprades a dispositius sensors com els tests dembars de farmcia.

34



35



EXEMPLE DAPLICACI: Nanopartcules dxid de zinc en cremes solars

Z-COTE s un xid de zinc especial que sutilitza en cremes solars i ofereix protecci contra les cremades, ats que filtra la radiaci nociva UVA i UVB.

Les petites partcules dxid de zinc actuen com a filtres fsics de radiaci UV: no noms reflecteixen els raigs ultraviolats, sin que tamb els difonen i els absorbeixen. Com que aquestes partcules sn blanques poden provocar un emblanquiment de la pell no desitjat si sapliquen en concentracions altes. Aquest efecte es pot evitar si es redueix la grandria de les partcules del pigment a uns 200 nanmetres, fet que les fa efectivament transparents sobre la pell.

Els filtres fsics de radiaci UV sutilitzen sobretot en cremes solars amb factors de protecci elevats, per sobre de 25. Tamb sn adequats per a la pell sensible dels nens i per a persones amb allrgies.

En alguns daquests casos, com el dels pneumtics o els materials de construcci, on les nanopartcules estan contingudes dins dun slid, existeix menys preocupaci pel possible impacte directe en la salut humana i ms per limpacte ambiental a llarg termini, quan el slid es comenci a descompondre i les nanopartcules salliberin en el medi ambient.

En daltres, com en el dels cosmtics, la inquietud rau en la ignorncia de quin impacte directe tindran les nanopartcules en la salut, tant perqu penetren ms en la pell que els ingredients ms grans tradicionals com perqu les seves propietats qumiques niques poden reaccionar amb lorganisme de maneres imprevisibles. Especialment preocupants sn aquelles nanopartcules que es poden transportar per laire i ser inhalades als pulmons. Algunes evidncies preliminars31 demostren que els nanotubs de carboni que superen una certa llargria poden esdevenir fibres irritants i tenen semblances amb lamiant.

Ara b, no tota la producci de nanopartcules s deliberada; els gasos descapament dels vehicles fa un segle que alliberen quantitats considerables de nanopartcules en lambient. Fins ara, per, a banda de lefecte negatiu de la contaminaci general, no shan atribut efectes nocius directament a latribut de la nanoescala daquestes partcules.

La nanotecnologia podria exercir un paper positiu en aquest sentit, ats que una millor comprensi de la natura de les nanopartcules i del desenvolupament daltres nanomaterials previsiblement permetr concebre noves tecnologies capaces de reduir de manera considerable la contaminaci de laire.

En gran mesura, com en el cas de lamiant, els aliments genticament modificats i daltres noves tecnologies o productes que de vegades shan introdut a corre-cuita a la societat i han estat envoltats de conseqncies desastroses o de loposici i el rebuig social, es tem que introduir-hi les nanotecnologies sense la cura i la regulaci adients podria generar una reacci similar.

Una de les dificultats que afronten aquells qui desitgen implementar una regulaci i verificaci ms estrictes s que les nanotecnologies sn tan variades i presenten uns perfils de risc/benefici tan dispars que no s ni factible ni desitjable promulgar normatives generals. Per exemple, exigir que cap dispositiu alliberi nanopartcules artificials a latmosfera comportaria illegalitzar tots els motors de combusti (com els dels cotxes i avions). Daltra banda, existeixen tantes aplicacions de la nanotecnologia tant al mercat com en desenvolupament que tampoc no s pas factible examinar-les cas per cas.

Daqu que lactual desafiament que afronten la societat, els governs i la indstria sigui intentar minimitzar els riscos potencials sense entorpir els avenos tecnolgics. Un informe recent de la UE37 destaca que calen mecanismes que abordin aquestes preocupacions i separin la realitat de la ficci. Algunes estratgies prometedores que shan implementat a la CE sn els cafs cientfics i les conferncies de consens. Els cientfics shi reuneixen amb grups de ciutadans i debaten les implicacions dels nous descobriments cientfics. Aquestes reunions tenen el potencial de bastir ponts de comunicaci i confiana entre lopini pblica, els poltics, els mitjans de comunicaci i la comunitat tcnica.

[ Imatge crdit: Press Photo BASF

36



37



Creaci de llocs de treball, educaci i formaci

En matria docupaci, safirma32 que el desenvolupament de la nanotecnologia probablement generar entre dos i deu milions d e llocs de treball a tot el mn vers el 2014. Si Europa es mant al capdavant de la nanotecnologia, pot esperar que la majoria dells es consolidin al seu territori, sobretot a empreses de nova creaci i PIME.

A banda de locupaci directa, la diversitat prevista de les aplicacions de nanotecnologia probablement conduir a la seva penetraci en molts aspectes de la vida i, com a resultat, a la millora i la capacitaci de moltes altres indstries.

Es pot establir una analogia amb lelectricitat. Malgrat que noms un nombre molt redut de persones posseeixen feines directament relacionades amb la generaci i distribuci de lelectricitat, la importncia daquesta per al mercat laboral general s immensa. Prcticament ning al mn occidental no pot realitzar la seva feina sense usar en algun moment lelectricitat, encara que sigui noms per encendre un llum.

De la mateixa manera que lelectricitat alimenta altres processos, sespera que les nanotecnologies tamb millorin els processos i les activitats existents, i en possibilitin la concepci de molts altres.

Labast daix dependr en gran mesura de la velocitat a qu les aplicacions de nanotecnologia es llancin al mercat i de fins a quin punt cada pas disposi duna m dobra degudament formada i educada, capa dadaptar-se i incorporar les noves tecnologies.33

Gaireb totes les iniciatives rellevants en matria de nanotecnologia han identificat leducaci i la formaci com a requisits clau.

El Pla estratgic nacional de nanotecnologia dels EUA16 inclou com a tercer dels seus quatre objectius principals: desenvolupar i mantenir recursos educatius, una m dobra formada, i les eines i la infraestructura de suport necessries per avanar en nanotecnologia [] calen recursos i programes educatius per produir la segent generaci de nanotecnlegs, s a dir: els investigadors, inventors, enginyers i tcnics que liderin el descobriment, la innovaci, la indstria i la fabricaci.

El Pla estratgic de nanotecnologia de la UE1 inclou un apartat sobre recursos humans: La

Nanotubs de carboni

Els nanotubs de carboni sn lmines dtoms de carboni enrotllades formant tubs. Els tubs poden ser de formes diverses, amb diferents longituds, amplries i configuracions. Poden tenir els extrems tancats o oberts, poden ser corbats i, fins i tot, poden tenir diverses lmines disposades de forma concntrica (tubs dins de tubs), estructures conegudes com a nanotubs multicapa.

[Imatge creada per Michael Strck i disponible ll iurement a http://commonswikimedia.org/wiki/File:Types_of_Carbon_Nanotubes.png, sota ll icncia GNU.]

Els nanotubs de carboni sn despecial inters per a la cincia i per a la indstria per diverses raons:

Els nanotubs de carboni sn els materials ms resistents i rgids que existeixen, i ja shan utilitzat per fabricar compsits ms resistents i lleugers per a usos aeronutics i en lesport.

Els nanotubs multicapa mostren una propietat telescpica sorprenent, per la qual un nanotub intern pot lliscar, gaireb sense fricci, dins del nanotub ms extern. Daquesta manera es crea un coixinet axial o de rodolament atmicament perfecte. Aquesta propietat ja sha utilitzat per crear el motor rotatiu ms petit del mn.

Lestructura dun nanotub nafecta considerablement les propietats elctriques, que poden variar entre un comportament de semiconductor i un de metllic. Tericament, alguns nanotubs de carboni poden conduir corrents 1000 vegades ms intenses que les que condueixen els cables tradicionals, com els de coure.

Sn nocius els nanotubs de carboni?

La resposta a aquesta pregunta encara est per determinar. Els estudis sn complexos, ats que cada tipus de nanotub de carboni s nic i es comporta de forma diferent. Parmetres com ara lestructura, la distribuci de grandries, lrea superficial, el comportament qumic superficial, la crrega superficial i lestat dagregaci, aix com la puresa de les mostres, tenen un impacte considerable en la reactivitat dels nanotubs de carboni.

Tot i aix, les dades disponibles mostren que, en algunes condicions, els nanotubs poden penetrar a les cllules i indiquen que, si les matries primeres arriben als rgans poden provocar-hi efectes nocius, com ara reaccions inflamatries i fibrtiques. Es tem que alguns nanotubs de carboni es poden comportar com les fibres damiant.

38



39



Comissi insta els seus estats membres a collaborar-hi amb:

(a) la identificaci de les necessitats educatives de la nanotecnologia i laportaci dexemples de les millors prctiques i/o dels resultats obtinguts a estudis pilot;

(b) el foment de la concepci i posada en marxa de nous cursos i programes, la formaci de professors i lelaboraci de material educatiu per promocionar plantejaments interdisciplinaris de la nanotecnologia tant a nivell escolar com postunivesitari, i

(c) la integraci dhabilitats complementries en la formaci de postgrau i contnua, com per exemple: el foment de lemprenedoria, aspectes de salut i seguretat a la feina, patents, mecanismes derivats, comunicaci, etc.

La Iniciativa per a la innovaci en nanotecnologia alemanya34 inclou com a un dels seus objectius primordials: Promoure les qualificacions joves i en desenvolupament [] Per al progrs econmic duna regi i, per tant, per a laparici duna indstria basada en la nanotecnologia a Alemanya no cal noms la presncia duna comunitat cientfica i econmica capa, sin que s vital disposar de m dobra qualificada a tots els nivells. Per tal dassolir la rpida difusi de les tecnologies i lincrement en el nombre de treballadors autnoms pretesos cal una m dobra degudament qualificada. Leducaci s, per tant, la clau del mercat laboral futur de la nanotecnologia.

INVERSI ACTUAL EN NANOTECNOLOGIA

El desenvolupament tecnolgic de les aplicacions descrites a aquest document i els canvis que cal incorporar a la infraestructura industrial existent per aconseguir ls generalitzat daquestes aplicacions requeriran inversions dampli abast. Aquells pasos que no facin les inversions pertinents sarrisquen al fet que les seves capacitats industrials quedin obsoletes, cosa que abocaria a una prdua significativa de la productivitat econmica.

Fins ara21 ha estat el finanament pblic el que ha perms lenlairament de la nanotecnologia, per el sector privat tamb comena a invertir-hi amb fora i exerceix un paper cada cop ms destacat. La posici actual varia de regi a regi35, per als EUA i a sia, el sector empresarial ja hi aporta ms que els governs, mentre que a Europa la inversi privada s molt inferior. A Europa, noms el 33% del finanament total prov de fonts privades, mentre que als EUA les fonts privades representen el 54% i al Jap ms del 60%. A daltres pasos (sobretot als pasos asitics emergents), la xifra mitjana s del 36%.

Aix revesteix especial importncia per als legisladors europeus, ats que la transferncia de tecnologia des del sector cientfic a lindustrial dependr en gran mesura de la celeritat amb qu les empreses existents, sobretot les PIME, inverteixin en equipament i formaci per comercialitzar noves nanotecnologies. En aquest sentit, per b que el sector cientfic europeu est actuant de manera ptima, s evident que la indstria privada no est responent tan rpid com a daltres parts del mn.

[Font: Geo Yearbook 2007: Emerging Challenges Nanotechnology & the Environment]

Al pressupost del seu 7 Programa Marc, la UE ha assignat 3.500 milions deuros a la recerca en nanotecnologia per als anys 2007-2013 (s a dir, uns 500 milions deuros lany), als quals cal afegir la inversi privada i la dotaci pressupostria per a recerca dels estats membres europeus. En comparaci, el govern federal dels EUA acostuma a invertir-hi mil milions de dlars (700 milions deuros) lany.

A Europa, la recerca en nanotecnologia es concentra principalment a Alemanya (seu de gaireb la meitat dels instituts de recerca de la UE dedicats a nanotecnologia), mentre que altres actors

40



41



importants sn Frana i el Regne Unit (cadascun dels quals representa un 8% dinstituts actius), seguits pels estats membres occidentals centrals i nrdics.

Una dada que en ocasions resulta til per mesurar la transferncia de tecnologia s el nombre de patents. Les patents reflecteixen la voluntat dels cientfics de transferir els resultats cientfics a aplicacions comercials amb fonament tecnolgic i, per tant, el nombre de patents enregistrades serveix com a indicador tant de lxit de la recerca com de fins a quin punt les innovacions sestan traslladant al sector industrial. LOficina de Patents Europea (OPE) ha concebut una metodologia per tal didentificar i classificar les patents en nanotecnologia, la qual cosa ha perms analitzar les tendncies mundials i europees en activitat de patents.

Lndex ms ampli de comercialitzaci de nanotecnologia es registra en els sectors de la nanoelectrnica i els nanomaterials. Pels motius esmentats (vegeu lapartat Cronologia a la pg. 27 ) aquests sectors impulsen la primera onada daplicacions comercials.

Pel que fa a lactivitat de patents, se situa molt per darrera dels EUA i sia.

I sembla que un nivell ms baix de patents est lligat amb un nivell inferior dactivitat comercial, ats lescs nombre de productes de nanotecnologia actualment disponibles fabricats a Europa.

426

227

108

38

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

EUA sia oriental (Xina, Taiwan, Corea, Jap) Europa Altres

Productes de nanotecnologia: regi d'origen21 d'agost de 2008

Font: Nanotechproject.org

Inventari de productes de consum amb base nanotecnolgica per regi dorigen [Font: www.nanotechproject.org].

Ara b, aquesta situaci no respon a una manca de recerca de qualitat a Europa; de fet, Europa representa al voltant del 40% de tots els resultats cientfics publicats sobre nanotecnologia. La manca dexplotaci comercial daquests resultats preocupa enormement i la CE destina cada cop ms recursos a desenvolupar mecanismes per encoratjar la indstria privada, en particular les PIME, a collaborar amb els instituts de recerca i invertir en R+D a nivell industrial.

SEGURETAT I REGULACI DE LA NANOTECNOLOGIA

La seguretat en matria de nanotecnologia engloba molts aspectes: seguretat als laboratoris, seguretat a la feina, seguretat per als consumidors i seguretat per al medi ambient.

Lampli espectre i la varietat de nanotecnologies, combinats amb el rpid ritme de progrs i comercialitzaci, estan generant molta preocupaci entre una part sensible de la societat, que tem que els aspectes de la seguretat es passin per alt en pro dels guanys comercials.

Legislaci de la UE

La CE i altres organismes pblics dEuropa, aix com organismes equivalents als EUA i a daltres pasos, han ems diverses declaracions de poltiques relatives al desenvolupament segur de les nanotecnologies.35 La major part daquestes comparteixen un plantejament similar,37 motiu pel qual el debat que segueix se centra en les poltiques que la UE hauria dadoptar, per considerar-se representatives en termes generals.

La CE ha ems dos comunicacions clau en els darrers anys que defineixen la seva poltica en relaci amb la salut i la seguretat: Cap a una estratgia europea per a la nanotecnologia (maig de 2004) 2 i Aspectes regulatoris dels nanomaterials (juny de 2008).38

La comunicaci de 2004 perfilava els principis fonamentals que les comunitats comercial i cientfica de la UE havien dadoptar en el desenvolupament de nanotecnologies:

La nanotecnologia sha de desenvolupar duna manera segura i responsable. Shan dobservar els principis tics i shan davaluar cientficament els riscos potencials

Nanotecnologia: què és i com ens afectarà?

Documents

Transcript of Nanotecnologia: què és i com ens afectarà?