Projekt UE daje wgląd w przyszłość nanotechnologii
W ramach projektu finansowanego przez UE opublikowano serię planów działania, dających przegląd bieżącej sytuacji i wyobrażenie o przyszłości nanotechnologii w trzech podstawowych sektorach: materiały, ochrona zdrowia i systemy medyczne oraz energetyka. W minionych latach zaobserwowano bezprecedensowe ożywienie działalności badawczo-rozwojowej (B+R) w dziedzinie nanotechnologii, stymulowane przeświadczeniem, że nanotechnologia stanowi radykalnie nowe podejście do kwestii wytwarzania. Eksperci uważają, że technologia ta zrewolucjonizuje praktycznie wszystkie sektory przemysłu, a także życie codzienne, i że rewolucja ta nie jest tak odległa. Wiedza na temat kierunków rozwoju nanotechnologii w nadchodzących latach, jak również na temat zastosowań o większym znaczeniu, będzie miała znaczną wartość dla tych podmiotów, które przygotowują swoje plany na przyszłość. Projekt NanoRoadMap jest finansowany z budżetu priorytetu tematycznego "nanotechnologie i nanonauka, materiały wielofunkcyjne, nowe procesy i urządzenia produkcyjne" szóstego programu ramowego (6. PR). W konsorcjum projektu NanoRoadMap uczestniczy ośmiu partnerów reprezentujących badania naukowe i przemysł, a także sektor publiczny i prywatny, z Czech, Finlandii, Francji, Hiszpanii, Holandii, Izraela, Niemiec, Wielkiej Brytanii i Włoch. Ogółem 12 planów zebrano w trzy raporty sektorowe, zawierające szczegółową charakterystykę każdej technologii, jak również informacje na temat wyzwań i barier dla aktualnych i przyszłych zastosowań. Autorzy raportu przewidują, że najwięcej nanomateriałów powstanie w ciągu najbliższych 10 lat. Nanomaterialy są całkowicie nowymi materiałami, w przypadku których struktura elementarna skonstruowana jest w nanoskali. Przy tych wymiarach materiały wykazują zdecydowanie lepsze lub całkowicie nowe działania i właściwości. Z uwagi na swój uniwersalny charakter nanomateriały mogą znaleźć zastosowanie w wielu różnorodnych sektorach, od katalizy do membran w ogniwach paliwowych. Najbardziej znanym nanomateriałem są nanorurki węglowe. Jednakże szerokie spektrum przewidywanych ewentualnych zastosowań, jak twierdzą autorzy raportu, utrudnia oszacowanie z rozsądną dokładnością wielkości przyszłych rynków. Jednym z rynków, które odczują wymierne skutki, jest rynek medyczny. Autorzy raportu zauważają, że badania nad kontrolowanym dostarczaniem i ukierunkowywaniem czynników terapeutycznych i diagnostycznych są już dość zaawansowane i nanotechnologia będzie w coraz większym stopniu wykorzystywana do tworzenia systemów, które mogą pozwolić na orientowanie leków na konkretne partie organizmu. Przy pomocy nanotechnologii medycyna zmierza w stronę bardziej zindywidualizowanego sposobu leczenia. Wykorzystując cząstki mniejsze niż 50 nanometrów lub nawet 20 nanometrów, leki lub nośniki leków mogą przenikać przez ścianki naczyń krwionośnych i z łatwością wchodzić w reakcje z molekułami zarówno na powierzchni komórki, jak również w jej wnętrzu, często w sposób, który nie zmienia zachowania tych molekuł. Jednakże pomimo ogromnych oczekiwań związanych z wykorzystaniem nanocząsteczek do celów medycznych, technologia ta pozostaje nadal na wczesnym etapie rozwoju i autorzy raportu ostrzegają, że aby uzyskać wyniki, należy rozwiązać kilka problemów lub znaleźć sposób na ich ominięcie. Na przykład należy jeszcze zbadać interakcje między nanocząstkami i "celami wewnątrzustrojowymi", aby lepiej zrozumieć złożone podstawowe zasady biologiczne rządzące oddziaływaniem tych konkretnych zastosowań. W opinii ekspertów, którzy sporządzili raport, jedno z najważniejszych wyzwań związane jest z ewentualnymi skutkami ubocznymi lub ewentualną toksycznością komórkową dostępnych nanocząstek. Istotne jest, aby żadne skutki uboczne nie zdominowały efektów terapeutycznych danego leku. Priorytetem jest publiczne wsparcie na wczesnych etapach badań, twierdzą autorzy raportu, i należy rozważyć podjęcie próby pewnego uproszczenia procesów akceptacji (oczywiście bez uszczerbku dla jakości i bezpieczeństwa samego procesu). Nanotechnologię uważa się także za potencjalnie obiecującą w całej sferze energetyki, od produkcji do przesyłu, dystrybucji, konwersji oraz wykorzystania, oferującą alternatywne sposoby wytwarzania, magazynowania i oszczędzania energii. Jak wynika z raportu, jakkolwiek technologia ta znajduje się dopiero na wczesnym etapie rozwoju, europejskie badania w dziedzinie nanonauki dominują już w dziedzinie kluczowych alternatywnych źródeł energii: energii słonecznej, termoelektryczności, akumulatorów i superkondensatorów. Przemysł europejski jest również postrzegany w wielu dziedzinach jako konkurencyjny. Na przykład w związanej z nanotechnologią dziedzinie izolacji cieplnej i przewodnictwa ciepła pozycja przemysłu europejskiego jest uważana za dobrą lub bardzo dobrą przez większość ekspertów pracujących nad raportem. Jeżeli chodzi o ogniwa słoneczne, istnieje kilka wielkich firm europejskich i kilka nowych przedsiębiorstw, które zdaniem ekspertów mają zupełnie dobrą pozycję. Podobnie w przypadku akumulatorów i superkondensatorów, pozycja małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) europejskich zasługuje na ocenę od zadawalającej do dobrej. Jednakże autorzy raportu sugerują, że są to godne uwagi wyjątki, i stwierdzają, że przemysł europejski pozostaje w tyle za swoimi odpowiednikami z USA i Azji Południowo-Wschodniej. W przypadku termoelektryczności, zdecydowana większość firm, przywoływanych przez wspomnianych ekspertów jako przedsiębiorstwa przyczyniające się w największym stopniu do nanotechnologicznych postępów w tej dziedzinie, ma swoją siedzibę w USA. Konkurencyjna pozycja przemysłu europejskiego jest zróżnicowana także pod względem sektorów i wielkości firmy - wielkie przedsiębiorstwa czy MŚP. Plan dotyczący energetyki odzwierciedla ogólną trudność spotykaną we wszystkich trzech sektorach objętych przeglądem - przekazywanie wiedzy z zakresu nanonauki z ośrodków akademickich do sektorów przemysłu. Zważywszy, że wiele barier napotykanych w jednym sektorze występuje w innych sektorach, autorzy raportu proponują, by tworzyć multidyscyplinarne ośrodki, które przyspieszą transfer wiedzy z zakresu opracowania/zastosowań materiałów i będą posiadały własne zaplecze produkcji pilotażowej. Ośrodki te będą promować współpracę, ułatwiać dostęp do wysokiej klasy urządzeń, pomagać w przekładaniu wyników badań na konkretne produkty, powiększać skalę procesów produkcji zgodnie z wymogami przemysłu oraz szkolić ludzi. Jak stwierdzają autorzy raportu, z takich ośrodków mogłyby korzystać zarówno środowiska akademickie, jak i przemysłowe, a przede wszystkim MŚP. Zalecenia zawarte w raporcie zostały streszczone poniżej: - badania podstawowe w celu zrozumienia zależności między strukturą, właściwościami i procesami na poziomie molekularnym, - modele i symulacje komputerowe w nanoskali, - instrumenty dostępne za pośrednictwem Internetu, służące do opisywania, monitorowania i kontroli procesu; metrologia, - opracowanie standardowych ram regulacyjnych oraz powszechnych procedur akceptacji, - rozpoznawanie i wstępne opracowywanie materiałów, zastosowań i możliwości, które odpowiadają rygorystycznym potrzebom produkcji masowej, a tym samym ograniczenie ryzyka związanego z ich rozwijaniem, - powiększanie skali produkcji, - doskonalenie współpracy między środowiskiem akademickim i przemysłowym oraz transfer technologii, - zapewnienie edukacji i możliwości zdobycia kwalifikacji zarówno dla młodych naukowców, jak i współpracowników, - odpowiadanie na rosnące obawy związane z zagadnieniami dotyczącymi zdrowia, bezpieczeństwa i środowiska, - sprzyjanie przejrzystości dyskusji i informacji na temat korzyści i zagrożeń płynących z nanotechnologii w kręgu wszystkich interesariuszy.
Kraje
Cypr, Czechy, Niemcy, Finlandia, Francja, Izrael, Włochy, Niderlandy