Nanotieteitä ja nano (alkaen kreikkalainen νάνος , "kääpiö"), tai NST, voidaan asettaa minimissä, koska kaikki tutkimukset ja valmistusprosessien ja käsittely rakenteiden (fysikaalinen, kemiallinen tai biologinen), laitteiden ja laitteistojen järjestelmiä on nanometrin (nm) asteikko, joka on kahden atomin välisen etäisyyden suuruusluokka .
NST: llä on useita merkityksiä, jotka liittyvät tämän nuoren kurinalaisuuden poikittaisuuteen. Itse asiassa he käyttävät, samalla kun sallivat uusia mahdollisuuksia, tieteenaloja, kuten optiikka , biologia , mekaniikka , mikrotekniikka . Niinpä, kuten NST: n virallinen ranskalainen portaali tunnustaa, "tutkijat eivät ole yksimielisiä nanotieteen ja nanoteknologian määritelmästä".
Nanomateriaaleja on tunnistettu myrkyllinen ihmisen kudosten ja solujen viljelmässä. Nanotoksikologia tutkii riskejä ympäristölle ja terveydelle liittyvää nanoteknologia. Nanohiukkasten laajamittainen vapautuminen ympäristöön on eettisiä kysymyksiä .
Nanoteknologia hyötyy miljardeista dollareista tutkimuksessa ja kehityksessä. Eurooppa myönsi 1,3 miljardia euroa vuosina 2002-2006 ja 3,5 miljardia euroa vuosina 2007-2013. 2000-luvun alussa jotkut organisaatiot ennustivat, että vuotuiset globaalit markkinat voisivat olla noin 1 biljoonaa dollaria vuoteen 2015 mennessä ( National Science Foundationin arvio vuonna 2001), jopa 3 biljoonaan dollariin (arvio Lux Research Inc vuodelta 2008).
Puheessaan antoi 29. joulukuuta 1959klo American Physical Society , Richard Feynman herättää mahdollisen tutkimusalue sitten tutkimaton: äärettömän pieni; Feynman visioi fysiikan näkökohdan, "jossa on tehty vähän ja vielä paljon tehtävää".
Atomien pienen koon perusteella hän pitää mahdollista kirjoittaa suuria määriä tietoa hyvin pienille alueille: "Miksi emme voi kirjoittaa koko Encyclopædia Britannicaa pinniin? ". Väite, jota ei ole erikseen huomattu ja joka on nyt laajalti mainittu (itse asiassa, joka tuolloin oli mahdotonta, näyttää nyt täysin toteutettavalta mikrotekniikan kehityksen ansiosta). Feynman haluaa mennä makroskooppisten koneiden ulkopuolelle, joiden kanssa elämme: hän kuvittelee maailmaa, jossa atomeja manipuloidaan yksi kerrallaan ja järjestetään yhtenäisiin, hyvin pienikokoisiin rakenteisiin.
Nanotieteiden ja nanoteknologioiden kehitys perustuu kahden laitteen keksimiseen, jotka mahdollistavat aineen tarkkailun ja vuorovaikutuksen atomi- tai subatomisessa mittakaavassa. Ensimmäinen on tunnelimikroskooppi , jonka kaksi IBM: n tutkijaa ( Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer ) keksi vuonna 1981 ja joka mahdollistaa johtavien tai puolijohteiden pintojen skannaamisen kvantti- ilmiön , tunnelivaikutuksen avulla , elektronisen morfologian ja tiheyden määrittämiseksi. tutkittavien pintojen tilat . Toinen on atomivoimamikroskooppi, joka on johdannainen tunnelointimikroskoopista , ja joka mittaa mikroskoopin kärjen ja tutkittavan pinnan välisiä vuorovaikutusvoimia . Tämän työkalun avulla on siis mahdollista toisin kuin skannaava tunnelointimikroskooppi visualisoida ei-johtavia materiaaleja. Nämä instrumentit yhdistettynä fotolitografiaan mahdollistavat nanorakenteiden tarkkailun, manipuloinnin ja luomisen.
Vuonna 1985 kolme tutkijaa, Richard Smalley , Robert F. Curl ( Houstonin Rice-yliopistosta ) ja Harold W. Kroto ( Sussexin yliopisto ) löysivät uuden hiilen allotrooppisen muodon , 60 hiiliatomista koostuvan C 60- molekyylin . kuusikulmaisten ja viisikulmaisten puolien muodostaman säännöllisen monikulmion pisteiden yli. Jokaisella hiiliatomilla on sidos kolmen muun kanssa. Tämä muoto tunnetaan nimellä buckminsterfullerene tai buckyball, ja sen nimi on velkaa amerikkalaiselle arkkitehdille ja keksijälle Richard Buckminster Fullerille, joka loi useita geodeettisia kupoleja, joiden muoto on analoginen C 60: n kanssa .
Yleisemmin, fullereeneja, mukaan lukien C- 60 , ovat uuden perheen hiiliyhdisteiden. Ei-tasasivuiset, niiden pinta koostuu kuusikulmioiden ja viisikulmioiden yhdistelmästä, kuten jalkapallopallot. Tämä järjestely antaa heille rakenteet, jotka ovat aina suljettuina hiilihäkin muodossa. Kuitenkin vasta vuonna 1990 Huffman ja Kramer Heidelbergin yliopistosta kehittivät synteettisen prosessin, jonka avulla nämä molekyylit saatiin makroskooppisina määrinä. Nanoputket tunnistettiin kuusi vuotta myöhemmin synteettisessä fullereenin sivutuotteessa.
Vuonna 1986 Eric Drexler julkaisi nanoteknologian tulevaisuutta käsittelevän kirjan " Luomisen moottorit" , jossa hän esitti näkemyksensä nanoteknologian nousun mahdollisesta valtavasta edistymisestä. Täten nykyään ylittämättömänä vaikuttavat fyysiset lait saattaisivat ylittyä, luotavat tuotteet voivat olla halvempia, vankempia, tehokkaampia molekyylikäsittelyn ansiosta. Mutta Drexler näki myös sen, mitä voisi kutsua kääntöpuoleksi, todellakin sellaiset tekniikat, jotka kykenevät lisääntymään tai ainakin replikoitumaan itsestään, voivat olla yksinkertaisesti katastrofaalisia, koska esimerkiksi minkä tahansa yhteisen edun vuoksi luodut bakteerit voisivat replikoitua loputtomasti ja tuhota kasviston, mutta myös eläimistön ja jopa ihmiskunnan suhteen.
Drexler kirjoittaa, että jos nanoteknologian nousu, joka näennäisesti on väistämätöntä evoluutioprosessissa, toisi meille valtavia etuja hyvin suurilla aloilla, on myös hyvin todennäköistä, että näistä tekniikoista tulee tuhoisia, jos emme hallitse niitä täysin.
Tässä suhteessa yksi esitettävistä kysymyksistä on vahva tunkeutumiskyky, jolla nanohiukkasilla on solukudosten suhteen. Itse asiassa, koska ne ovat pienempiä kuin solut, koska ne ovat hiukkasten tilassa, ne voivat ylittää tietyt luonnolliset esteet. Tätä ominaisuutta hyödynnetään jo kosmetiikkateollisuudessa.
Aineella on nanometrisessä mittakaavassa erityisiä ominaisuuksia, jotka oikeuttavat tietyn lähestymistavan. Näihin kuuluvat kvanttiominaisuudet , mutta myös pinta- ja tilavuusvaikutukset tai jopa reunavaikutukset . Nanotieteiden haasteena on ymmärtää nanometrisiä ilmiöitä nanoteknologian (nanometristen järjestelmien suunnittelu ja käyttö) hyödyksi. Monet laboratoriot ympäri maailmaa työskentelevät siellä.
KvanttinäkökohdatSiten kvanttimekaniikan lakien mukaisesti hiukkanen omaksuu nanometrisellä tasolla aaltokäyttäytymisen makroskooppisella tasolla tuntemamme korpuskulaarisen käyttäytymisen kustannuksella. Tämä aalto-hiukkasten kaksinaisuus näkyy erityisesti Youngin rakojen kokemuksessa . Hiukkassäde (valo, elektronit jne.) Häiritsee sarjaa läheisesti sijoitettuja rakoja ja luo häiriökuvion, joka on ominaista aaltoilmiölle. Tämä aineen aalto-hiukkasten kaksinaisuus , joka on tähän päivään asti yksi fysiikan tärkeimmistä kysymyksistä , aiheuttaa erilaisia ilmiöitä nanometrisellä tasolla, esimerkiksi:
Nämä ilmiöt havaittiin ensimmäistä kertaa henkilökohtaisesti vuonna 2001 , keksijänsä, termodynaamisen asiantuntijan Hubert Juilletin " sähköä johtavalla merkkijonolla" , mikä mahdollisti mekaanisten teorioiden tämän aspektin vahvistamisen. Tämä kvanttikäyttäytyminen pakottaa meidät ajattelemaan ajattelutapojamme: Hiukkasen kuvaamiseksi emme enää puhu sijainnista tiettynä ajankohtana, vaan pikemminkin todennäköisyydellä , että hiukkanen havaitaan pikemminkin yhdessä paikassa kuin toisessa. .
Fysikaalis-kemialliset näkökohdatNanohiukkaset ja materiaalit tarjoavat erittäin suuria pinta-atomien osuuksia sisätomeihin verrattuna, mikä antaa niille korkean pinnan reaktiivisuuden. Niihin kohdistuu myös huomattavia ominaisuuksien muutoksia niiden koon ja muodon mukaan (reaktiivisuuden, mutta myös kvanttivaikutusten vuoksi ). Niiden kasvu, aggregaatio, liukeneminen tai haihtuminen ovat spesifisiä, ja niillä on avainasemassa niiden kesto tai elinkaari, käyttäytyminen muiden nano-esineiden, elävien molekyylien, elävien elinten tai organismien kanssa; laboratorioympäristöissä tai luonnossa, ja seuraukset ovat vasta alkamassa arvioida.
Ilmoitusvaikutuksen takana on tehty useita tutkimuksia nanoteknologian ja nanotieteiden kehityksen ymmärtämiseksi. Kun otetaan huomioon se tosiasia, että määritelmät eivät ole vakiintuneet, käytettyjen menetelmien yhteinen osa on mitata nanoteknologista toimintaa kolmesta näkökulmasta: tieteelliset julkaisut (pikemminkin perustiedot), patentit (pikemminkin tekniset näkökohdat) ja mahdollisesti instituutiot asianomaiset yritykset tai sijoitettu pääoma (todellisen taloudellisen ja teollisen toiminnan mittaamiseksi). Olipa patentteja tai tieteellisiä julkaisuja, seuraavissa taulukoissa esitetyt arvot olivat merkityksettömiä ennen 1990-lukua.
Teknologinen kehitys vuosina 1995-2003 maailmassaNature Nanotechnology -lehdessä vuonna 2006 julkaistun artikkelin osalta huomautamme seuraavaa kehitystä Euroopan patenttivirastolle (EPO) jätetyille patenteille :
| Vuosi | 1995 | 2000 | 2003 |
|---|---|---|---|
| Vuoden patenttien lukumäärä | 950 | 1600 | 2,600 |
Vaikka nämä luvut edustavat voimakasta muutosta, näillä kahdella jaksolla on myös suhteellinen vakaus. Tässä kehityksessä ei kuitenkaan oteta huomioon kasvun nopeutumista (1997–1999) ja laskua (2000–2001).
Vuoden 2005 puolivälissä monet tutkimuskeskukset aloittivat nanojohtojen (nanojohtojen) tutkimuksen yrittääkseen tuottaa teollisuudelle erilaisilla prosesseilla, mukaan lukien pääasiassa kasvun avulla, riittävän pitkä ja kiinteä nanolanka, jolla olisi erityisesti samat kvanttivaikutukset kuin sähköisesti. johtava rukousnauha.
Perustietojen kehitys vuosina 1989–2000 maailmassaTieteellisten julkaisujen evoluution luonnehtimiseksi otamme artikkelin, joka käyttää kattavampaa menetelmää kuin Nature Nanotechnology -menetelmässä ja joka antaa mahdollisuuden luonnehtia nanoteknisten julkaisujen evoluutiota:
| Aikoja | 1989-1990 | 1991-1992 | 1993-1994 | 1995-1996 | 1997-1998 | 1999-2000 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kumulatiiviset julkaisut | 1000 | 10000 | 20000 | 35 000 | 55 000 | 80 000 |
| Uudet julkaisut | 1000 | 9000 | 10000 | 15 000 | 20000 | 25 000 |
Seuraamalla Euroopan komission julkaisemaa raporttia NST: n taloudellisen kehityksen arvioinnista voimme tarkastella tämän toiminnan kohteena olevien yritysten perustamispäiviä.
| Luomisjaksot | Ennen vuotta 1900 | 1900-1950 | 1951-1980 | 1981-1990 | 1991-2000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Osallistuvien yritysten lukumäärä | 20 | 60 | 45 | 75 | 230 |
Nämä luvut perustuvat tiettyyn yritysrekisteriin, joka näyttää aliarvioivan todellisen työvoiman. Ne osoittavat nanoteknologian kohteena olevien yritysten selkeän kiihtyvyyden 1990-luvulta lähtien, mutta muut täydellisemmät lähteet antavat arvion selvästi näiden lukujen yläpuolelle. NanoVIP- sivusto arvioi, että vuonna 2005 yli 1400 yritystä havaittiin koskettavan nanoteknologiaa. Viime aikoina tutkimus osoittaa, että useita yrityksiä oli yli 6000 vuonna 2006. Tämä tutkimus perustuu menetelmään, jonka tarkoituksena on yhdistää tietolähteet lisäämällä useita nanoteknisen toiminnan markkereita, kuten patentteja. Näiden tulosten perusteella Yhdysvallat isännöi vuonna 2006 48% nanoteknologiaan sijoittavista yrityksistä, kun taas Euroopan (27 maasta ja assosioituneista maista) osuus oli 30% ja Aasian 20%.
Nanotieteiden ja nanoteknologioiden nykyinen kehitys mobilisoi ja kattaa laajan kirjon aloja ja tieteenaloja.
Mobilisoidun tieteellisen tiedon näkökulmasta useat osa-alueet ovat erityisen hyödyllisiä NST: n perustietojen kehittämisessä. Yksityiskohtaiset analyysit nanoteknologiaa ja nanotieteitä koskevien tieteellisten artikkelien julkaisemisesta ja rakentamisesta osoittavatkin kolmen erityisen osa-alueen syntymisen:
Kaikki nämä kolme kenttää on nivelletty keskenään enemmän tai vähemmän voimakkaasti ja etäisemmin. Niillä on merkittävä vaikutus kyseisellä alueella mobilisoimaansa teollisen toiminnan organisointimenetelmiin. Nanobiologia rakentuu lähinnä monien pienten yritysten ja suurten lääkeyritysten ympärille, kun taas nanoelektroniikan kohteena oleva teollisuus on järjestetty pääosin hyvin suurten ryhmien, muutaman pienen yrityksen ja suurten laitteiden ympärille.
Molekyylitekniikka, joka on mahdollinen laitteen, kuten skannaustunnelointimikroskoopin, keksinnön ansiosta , koostuu molekyylien rakentamisesta ja kehittämisestä "tarpeen mukaan".
Biologiset ja lääketieteelliset yhteisöt hyödyntävät nanomateriaalien ominaisuuksia eri sovelluksissa (varjoaineet solujen kuvantamiseen, terapeuttiset aineet syövän torjunnassa).
Me ryhmitellä nimityksellä nanobiology ja nanolääketieteen sovellukset tällä alalla. Ranskassa Patrick Couvreur on vanhin tutkijoiden edustaja tässä NST-virrassa.
Voimme lisätä nanomateriaaleihin toimintoja liittämällä ne biologisiin rakenteisiin tai molekyyleihin. Niiden koko on todellakin melko lähellä. Nanomateriaalit ovat siksi hyödyllisiä tutkimuksessa sekä in vivo- ja in vitro -sovelluksissa . Tämä integraatio mahdollistaa diagnostiikan tai lääkkeen antotyökalujen syntymisen.
Voimme nähdä edistystä varastoinnin, energiantuotannon ja energiansäästöjen alalla.
Tätä vetyä voidaan sitten käyttää polttomoottoreissa tai polttokennoissa .
Elektronisten sirujen tai integroitujen piirien rakenteet ovat jo nanometrin mittakaavassa ja käyttävät laajasti nanoteknologiaa. Edistyminen on jatkuvaa viestinnän, tietojen varastoinnin ja laskennan aloilla.
Ei kauan sitten , Katsottiin, että kahden mikronin eli 2 * 10-6 m komponenttien integrointi olisi puolijohdelaitteiden absoluuttinen miniatyrointikynnys (linjan paksuus ensimmäisten Intel-suorittimien piireissä oli 10 mikronin luokkaa ( tuolloin ajateltiin, että yhden mikronin esteen ylittäminen olisi erittäin vaikeaa ).
Vuonna 2004 90 nanometrin (0,09 mikronin) arkkitehtuurit olivat huipputekniikkaa, ja prosessoreita valmistettiin massan 65 nanometrin hienoudella vuoden 2006 ensimmäisestä puoliskosta. 45 nanometriin kaiverretut sirut julkaistiin vuoden 2007 puolivälissä, 32 nanometrin sirut julkaistiin vuonna 2009, 22 nanometrin kaiverrus julkaistiin vuonna 2012 ja seitsemän nanometriä on suunniteltu vuodelle 2022. Mutta on olemassa absoluuttinen raja, ainakin perinteisille fotolitografiaprosesseille perittyyn tekniikkaan , mukaan lukien nykyisen tekniikan kehitys, kuten "äärimmäisenä UV" -fotolitografiana, kovana röntgenlitografiana, elektronisuihkun etsauksena jne. Nanoteknologia ehdottaa uutta, radikaalisempaa lähestymistapaa, kun klassiset reitit ovat saavuttaneet rajansa.
Nanoteknologiaan perustuvien elektronisten piirien rakentamisessa ja siten nanotietokoneiden syntymisessä vallitsee kaksi suurta ongelmaa :
NST-alalla tehdyn tutkimuksen monimuotoisuus sekä mobilisoidun tiedon moninaisuus ovat johtaneet useiden NST-määritelmien muodostumiseen kirjallisuudessa. Tämä havainto voi perustua kahteen keskeiseen ajatukseen, joilla on merkittävä vaikutus kykyymme löytää ainutlaatuinen ja vakaa määritelmä:
NST: itä voidaan luonnehtia tutkimalla nanometrisessä mittakaavassa esiintyviä aineen uusia ominaisuuksia, erityisesti pinta- ja kvanttivaikutuksia.
Nanoskooppisessa mittakaavassa eri vuorovaikutusvoimien suhde on erilainen kuin makroskooppisen mittakaavan suhde . Pintavoimat tulevat hallitseviksi hitausvoimien edessä:
Lisäksi pienet mitat mahdollistavat kvanttivaikutusten, kuten tunnelivaikutuksen , ballistisen kuljetuksen ja kenttäemissioiden, tuomisen peliin . Puolijohteiden alalla on suoria sovelluksia, jotka avaavat mahdollisuuksia suprajohteille .
Nanometrin suuruisten kokojen kohdalla materiaalien sähköiset, mekaaniset tai optiset ominaisuudet muuttuvat. Toisaalta, kun pintasuhteet ovat nousemassa hallitseviksi, nanoteknologia avaa näkymiä kemialle, erityisesti katalyytille .
On myös mahdollista määritellä nanotieteet ja nanoteknologiat niille ominaisen uuden lähestymistavan avulla.
Koneen tai yksinkertaisen valmistetun esineen valmistusprosessi perustuu historiallisesti olennaisesti makroskooppisiin manipulointeihin ja järjestelyihin. Materiaalit valmistetaan, muotoillaan poistamalla materiaali tai muodonmuutokset, sitten kootaan suurten materiaaliaggregaattien mittakaavassa. Viime aikoina mikroelektroniikan esimerkki osoittaa, että pystymme tuottamaan vastaavalla pinnalla yhä suuremman määrän komponentteja. Siten määrä transistoreita on mikroprosessorien on piisiru kaksinkertaistuu joka toinen vuosi (tarkastusta Mooren laki ). Tämä lisäys kuvaa miniatyrointia, joka vallitsee mikroelektroniikassa ja laajemmin elektroniikassa .
Sitä vastoin nanoteknologia perustuu käänteiseen prosessiin: se koostuu aloittamisesta pienimmästä suurimpaan. Se kulkee sisältä (atomit) ulkopuolelle (koneet ja valmistetut tuotteet). Siksi kutsumme sitä " alhaalta ylös " -tekniikaksi . Nanoteknologia on siis tieteenala, jonka tarkoituksena on tutkia, manipuloida ja luoda atomiryhmiä, jotka ovat sitten valmistettuja esineitä hallitsemalla atomien yksilöllistä ohjausta "alhaalta ylös".
Tästä näkökulmasta yleinen termi "nanoteknologia" viittaa atomien ja molekyylien hallittuun kokoonpanoon suurempien komponenttien muodostamiseksi, joskus niille on ominaista uudet fysikaalis-kemialliset ominaisuudet.
Vaikka nanoteknologian mahdollisista sovelluksista on tehty villitys, suuri osa kaupallistetuista sovelluksista rajoittuu passiivisten nanomateriaalien "ensimmäisen sukupolven" käyttöön. Tämä sisältää titaanidioksidin nanohiukkasia aurinkovoiteissa, kosmetiikassa ja joissakin elintarvikkeissa; rautananohiukkaset elintarvikepakkauksissa; sinkkioksidi-nanohiukkaset aurinkovoiteissa ja kosmetiikassa, ulkopinnoissa, maaleissa ja verhoilulakissa; ja ceriumoksidin nanohiukkaset, jotka toimivat polttoainekatalysaattorina. Nanomagneetteja, joita kutsutaan myös molekyylimagneeteiksi, on myös kehitetty vuodesta 1993 lähtien.
Hanke, The Project on Emerging Nanotechnologies , yksilöi nanohiukkasia sisältävät ja nanoteknologiaan perustuvat tuotteet. Vuonna 2007 tässä hankkeessa tunnistettiin yli 500 nanoteknologiaan perustuvaa kulutustuotetta. Vuonna 2008 tämän hankkeen raportissa kerrotaan, että nanoteknologian kulutustuotteiden pääasiallinen ala on terveys ja urheilu (vaatteet, urheiluvälineet, kosmetiikka, henkilökohtaiset hygieniatuotteet, aurinkosuojatuotteet) 59 prosentilla tuotteista, jota seuraa elektroniikka ja tietokoneet, joiden osuus on 14% (ääni ja video; kamera ja elokuva; tietokonelaitteisto; mobiililaitteet ja viestintä).
Lisäksi sovellukset, jotka edellyttävät komponenttien manipulointia tai järjestelyä nanometrisessä mittakaavassa (atomi atomilta), edellyttävät syvällistä tutkimusta ennen niiden kaupallistamista. Itse asiassa nykyiset etuliitteellä "nano" merkityt tekniikat eivät toisinaan ole kovin läheisesti sidoksissa toisiinsa ja kaukana nanoteknologian ilmoittamista lopullisista tavoitteista, etenkin molekyylivalmistuksen puitteissa, mikä on termin aina ehdottama idea. Siten voi olla vaarana, että "nanokuplia" muodostuu (tai muodostuu), mikä johtuu siitä, että tutkijat ja yrittäjät käyttävät termiä termien kustannuksella hankkimaan lisää taloudellisia resursseja. pitkän aikavälin teknologisten muutosten mahdollisuuksien avulla.
David M. Berube, nanoteknologian kuplaa käsittelevässä kirjassa, päättelee myös tähän suuntaan muistuttamalla, että osa siitä, mitä myydään nimellä "nanoteknologia", on itse asiassa materiaalitieteen uudelleenkäsittely. Tämä ilmiö voi johtaa siihen, että nanoteknologiaa edustaa teollisuus, joka perustuu lähinnä nanoputkien ja nanojohtojen (nanometreinä mitattujen yksiulotteisten johtojen) myyntiin, mikä rajoittaisi toimittajien määrää muutamiin tuotteita myyviin yrityksiin. pienillä marginaaleilla ja erittäin suurilla määrillä.
Tieteellinen tutkimus vaatii usein merkittäviä investointeja. Nanoteknologian tapauksessa, jossa tutkimuksen kohde on erikoistunut ja joka vaatii erityisiä ja kalliita laitteita, yksi tiimi ei voi tukea tarvittavia investointeja. Tutkimuksensa jatkamiseksi tutkijoita ja insinöörejä rahoittavat monet erilaiset toimijat, jotka voidaan ryhmitellä kolmeen luokkaan:
Kun otetaan huomioon sekä yksityiset että julkiset investoinnit nanoteknologian tutkimukseen ja kehitykseen, on mahdollista kohdistaa maat toisiinsa investointien määrän mukaan. Tämä toimenpide vaatii kuitenkin varotoimia siltä osin kuin on kyse toisaalta vertailtavien yksiköiden koosta ja toisaalta siitä, että jokaisella hallituksella on usein laite sekä erityiset tutkimuksen rahoitusmenetelmät. Niinpä vuonna 2005 hallitukset rahoittivat NST: n tutkimusta ja kehitystä 48,1 prosentin, yritysten 46,6 prosentin ja riskipääoman 5,2 prosentin osuudella vuoden aikana investoidusta kokonaismäärästä, 9,57 miljardia dollaria. Tämän jakauman jälkeen johtava maa on Yhdysvallat (1,606 miljardia dollaria), jota seuraavat Japani (1,1 miljardia dollaria), Saksa (413 miljoonaa dollaria) ja Euroopan unioni (269 miljoonaa dollaria) ja Kiina (250 miljoonaa dollaria). ). Ranska puolestaan tulee 8 th asemassa, joissa on yhteensä 103 miljoonaa dollaria kohdentaa tutkimukseen ja kehitykseen nanoteknologian.
Euroopassa 7 : nnen puiteohjelman tärkeä rooli organisaatiossa tutkimuksen NST koko mantereella. 7 th puiteohjelma tutkimuksen ja kehityksen on seurausta Lissabonin strategian yleiset tavoitteet sovittiin vuonna 2000, jossa määritellään taloudelliset ja kysymyksistä antaa Euroopan unionille kilpailukykyisin tietoon perustuva talous ja dynaaminen: "yleisten tavoitteiden 7 nnen PC ryhmiteltiin neljään ryhmään: yhteistyö, ideat, ihmiset ja valmiudet. Jokaiselle tavoitetyypille on erityinen ohjelma, joka vastaa EU: n tutkimuspolitiikan pääalueita. Kaikki erityisohjelmat edistävät ja kannustavat eurooppalaisten (tieteellisten) huippuosaamisten luomista. Euroopan unioni ilmoittaa, että puiteohjelmille osoitetut määrärahat yli kaksinkertaistetaan, mikä nousee noin 20 miljardista eurosta (vuosina 2002-2006) 53,2 miljardiin (kaudella 2007-2013). Sinänsä nanoteknologian ovat korkeassa asemassa luokka Yhteistyö on 7 : nnen puiteohjelman jotka pääasiassa pyrkivät edistämään yhteistyötä eurooppalaisten tutkimusryhmien (sekä kumppanimaille) sekä kehittää monitieteistä tutkimusta ja poikittainen.
Symmetria kanssa Euroopan unionin puiteohjelman , The Yhdysvallat määritelty National Nanotechnology Initiative (NNI), joka alkoi vuonna 2001. Toisin kuin Euroopan unioni, tämä liittovaltion tutkimus- ja kehitysohjelmaan tarkoitus on erityisesti nanoteknologia, mutta tavoitteena on myös koordinoida pyrkimyksiä useita tieteen ja tekniikan nanoskaalalla toimivia virastoja. Vuonna 2008 NNI: lle osoitettu budjetti olisi 1,5 miljardia dollaria, mikä on yli kolme kertaa suurempi kuin vuoden 2001 arvioidut menot (464 miljoonaa dollaria).
Investoidut summat huomioon ottaen tämäntyyppisillä ohjelmilla on voimakas vaikutus tieteellisen tutkimuksen tilojen rakenteeseen ja yhteistyön luonteeseen. Itse asiassa alkuperäisten kehitysakselien perusteella määritellään konkreettiset tavoitteet, jotka johtavat hankepyyntöjen rakentamiseen.
Huomaa nanoteknologian osalta Grenoble-teknologiapuiston merkitys, joka edustaa Euroopassa ainutlaatuista tutkimusta ja insinöörejä tällä alalla. Kehittyvät maat, erityisesti Marokko, ovat luoneet ensisijaiset alueet nanoteknologian tutkimukselle.
Monet nanomateriaaleja tiedetään olevan myrkyllisiä ja ihmisen kudosten ja solujen viljelmässä . Ne aiheuttavat oksidatiivista stressiä , sytokiinitulehdusta ja solunekroosia . Toisin kuin suuremmat hiukkaset, nanomateriaalit voivat imeytyä mitokondrioiden ja solun ytimen kautta . Tutkimukset ovat osoittaneet nanomateriaalien mahdollisuuden aiheuttaa DNA- mutaatioita ja aiheuttaa suuria muutoksia mitokondrioiden rakenteessa , mikä voi johtaa solukuolemaan . Nanohiukkaset voivat olla tappavia on aivot ja taimenen kanssa vastaavia vaikutuksia kuin myrkytys vuonna elohopeaa .
Hankkeen " Nanogenotox " Nanogenotox hanke , jota koordinoi AFSSET mutta useampia eurooppalaisia valtioita on yli 3 vuotta tarjota Euroopan komissio "vaihtoehtoista menetelmää, vahva ja luotettava tunnistus mahdollisen genotoksisuuden nanomateriaalien saattaa aiheuttaa vaaraa syöpää tai reprotoxicity ihmisillä ” . Tässä yhteydessä tutkitaan 14 valmistettua nanomateriaalia (luokitellaan kolmeen ryhmään: titaanidioksidi , piidioksidi ja hiilinanoputket, jotka on valittu, koska niitä käytetään jo kosmetiikassa , elintarvikkeissa, kulutustuotteissa), mukaan lukien altistumisen riskit (suun kautta) , iho, inhalaatio, in vivo -testi ) ja niiden tuotanto Euroopassa. Mukaan Bruno Bernard, " nanohiukkasia, kuten asbestia vuonna 1960, vaarallinen vallankumous jos ei valvottu ".
Kahden vuoden välein vuodesta 2008, Nanosafety alusta ( PNS ) asennetaan lähelle MINATEC on Grenoblen tieteenalan , järjestää kansainvälinen Nanosafe konferenssissa klo MINATEC talossa. Sadat tutkijat keskustelevat nanohiukkasten käytöstä yhteiskunnassamme ja seurauksista ihmisten terveydelle.
Vaikka nanoteknologian oletetaan säästävän materiaalia edistämällä miniatyrisointia tai korvaamista, valtaosassa tapauksia sovellukset johtavat hajautettuun käyttöön sisällyttämällä metallihiukkasia tuotteisiin, joissa ei ole toivoa kierrätyksestä . Tämä on erityisen hankalaa sellaisille metalleille kuin sinkki, titaani ja hopea. Volyymit eivät ole anekdotisia. Esimerkiksi nanohopean tuotanto edusti 500 tonnia vuonna 2008, mikä on lähes 3% maailman hopeantuotannosta.
Yhteiskuntatieteissä NST: t esittävät edelleen itsensä nousevina esineinä. Ranskassa CNRS luotu monitieteinen komissio "sosiaaliset vaikutukset nanoteknologian", joka liikennöi välillä 2004 ja 2007 , mutta ei uusittu. Työtä todellisten käyttötapojen suhteen ei ole, koska ihmisillä, enimmäkseen tietämättöminä nanoteknologioista, ei ole mitään sanottavaa siitä, mikä antaisi materiaalia haastatteluille ja kyselyille. Sosiologit keskittyvät tällä hetkellä tutkijoiden ja poliitikkojen diskurssien analysointiin (lukuun ottamatta laboratoriotutkimuksia, joissa keskitytään käytäntöjen ja organisaation muutoksiin, jotka liittyvät nanoteknologian syntymiseen).
NST: t käsittävät kokoonpanosuunnittelun, joka yhdistää läheisesti tieteen ja tekniikan: ne mahdollistavat siten tulevaisuuden teknologisten sovellusten suunnittelun, jotka edustavat huomattavia taloudellisia haasteita. Kaikki laboratoriot, jotka osoittavat jäsenyytensä NST-alalla, eivät välttämättä ole muuttaneet tutkimusaiheitaan. Jotkut ovat "nimenneet" työnsä lisäämällä etuliitteen "nano" ohjelman otsikkoon muuttamatta mitään sisältöä. NST ruokkii siis lupausten keskustelua taloudellisilla, mutta myös institutionaalisilla, poliittisilla ja ideologisilla seurauksillaan. Tutkimuslaitosten raporttien sisältöä analysoivat sosiologit ovat huomanneet, että 2000- luvun alusta lähtien nämä eivät ole enää vain diagnostisia: ne muotoilevat todellisen sosiaalisen projektin. Näiden uusien tekniikoiden kehitys esitetään vastustamattomana ja luonnollisesti johtavana sosiaaliseen edistymiseen tutkijan näkemyksen mukaan, toisin sanoen mekaanisena, rationaalisena ja ohjelmoitavana tiedon kehityksestä. Asiantuntijat esittävät teknisen kehityksen väistämättömänä, ja poliitikot seuraavat niitä, mikä saa aikaan yhteiskunnan yhtä väistämättömän kehityksen. Ennustava yhteiskuntatiede antaa mahdollisuuden perustella toteutettavat politiikat, mukaan lukien korjaavat toimet, joiden tarkoituksena on sekä rajoittaa riskejä että vähentää vastustusta.
Nanoteknologiasta käydään sosiaalista keskustelua, joka alun perin rajoittui tiedeyhteisöön. Keskustelu tuli media-areenalle vuonna 2000 Bill Joy'n artikkelilla "Miksi tulevaisuus ei tarvitse meitä" Wired- lehdessä , joka on yksi kyberkulttuurin tunnetuimmista nimikkeistä. Teollisuusmaissa julkinen keskustelu on tuskin käynnissä, kun valmistetaan ja jaetaan monia nanotuotteita. Näin on erityisesti Yhdysvalloissa tai Yhdistyneessä kuningaskunnassa.
Nanoteknologisten materiaalien (erityisesti nanohiukkasten) yhdistämisen aiheuttamat haasteet ja riskit sekä uudet sovellukset, jotka sallitaan valmistuksen valvonnalla atomimittakaavassa, herättävät huolta ja jopa hälytyksiä.
Nanotoksikologia , tiedelehdessä julkaistu vuodesta 2007 vuoteen Taylor & Francis , on omistettu nimenomaan tutkimuksen myrkyllisyyttä nanoteknologian.
Vuonna Ranskassa , kun ensimmäinen osoitus vastaan nanoteknologian 2 ja3. kesäkuuta 2006aikana vihkiäisissä MINATEC monimutkainen , kansallinen julkinen keskustelu nanoteknologiasta järjestettiin 2009 - 2010 , mutta tullut mitään. Siitä lähtien kansalaisten tietojen tarkkailusivusto on mahdollistanut eri asioiden seurannan.
helmikuu 2014, Ylin terveysneuvosto julkaisi lausunnon luonnoksesta kuninkaalliseksi asetukseksi, joka koskee valmistettujen aineiden markkinointia ja virallisen rekisterin luomista näiden tuotteiden ilmoittamista varten. Belgian osalta neuvosto suosittelee siksi toistaiseksi:
Lisätietoja keskusteltavasta RA-hankkeesta ja SHC: n erityiset suositukset tästä projektista.
In France , reaktiot ilmiö nanoteknologian vaihtelevat kuulusteluissa ja irtisanomisen.
Vuonna 2007 tuotetun Julien Collinin dokumentin Le Silence des Nanos on tarkoitus olla "kriittinen mutta järkevä kyseenalaistaa tieteellinen toiminta ja teknologinen kehitys antropologisesta, filosofisesta ja poliittisesta näkökulmasta".
Kiinnostuneempi, Kansainvälisen yhdistyksen Jacques Ellul Marseille-Aix -ryhmä muotoilee uudelleen nanoteknologian tutkimusta transhumanismin kontekstissa , ilmiön, jota hän kuvailee itsensä teeseiksi, jotka sosiologi Jacques Ellul on esittänyt XX - luvun puolivälissä . Hän katsoo, että tekniikka on muuttanut asemaansa: se on lakannut olemasta "laaja joukko keinoja, joille kullekin on osoitettu päämäärä", se on kehittynyt "itsenäiseksi ympäröiväksi ympäristöksi", josta tulee "ilmiö täysin" autonominen ( ..) pakenee yhä enemmän miehen valvonnasta ja saa hänet painamaan suuren määrän määrityksiä ”. Ellul täsmentää, että tekniikkaa ei voida kritisoida viittaamatta metafyysisiin näkökohtiin: "Meitä ei orjuuta tekniikka, vaan tekniikkaan siirretty pyhä", kun taas tämän pyhän kohtaama politiikka voi olla vain "voimaton ja jopa" harhainen ".
Grenoble-pohjainen kollektiivi Pièces et main d'oeuvre näkee nanoteknologiassa uuden totalitarismin ilmaisun entistä enemmän ankkuroituna poliittiseen kenttään, vedoten kansalaisten reaktioon, mutta puolustautuen teknofobisuudestaan .