Тази публикация в блога разглежда ползите, които ще донесе напредъкът на нанотехнологиите, и свързаните с тях етични рискове, като обсъжда как можем да ги използваме безопасно.
Повечето хора лесно си представят „нано“ като „нещо много малко“. По-точно „нано“ е префикс, представляващ една милиардна част. Един нанометър съответства на размера на 3 до 4 атома. За да изразим това в по-обикновен пример, би било по-лесно за разбиране, ако кажем, че е една осемдесетхилядна от дебелината на човешки косъм. Или може да се сравни с една футболна топка във вътрешността на Земята. Светът в нанометър се управлява от съвсем различни закони от физическия свят, който преживяваме ежедневно. Например, повърхността на материал, който можем да усетим с ръцете си, изглежда съвсем различна в наномащаба и свойствата на материала се променят изцяло в резултат на това.
Когато материалите се свият до нанометров мащаб, те проявяват изцяло нови свойства. Академичната област, изучаваща тези уникални свойства и явления на наноматериалите, се нарича „нанонаука“. Технологията, която използва тази нанонаука, за да създава материали и компоненти, необходими в ежедневието ни, правейки ги по-удобни, се нарича „нанотехнологии“. Същността на нанонауката се крие в разбирането на тези нови явления, възникващи в толкова малки мащаби, и в разработването на иновативни технологии чрез това разбиране. Преди тези технологии да станат търговски жизнеспособни, те трябва да преминат през различни процеси и на всеки етап неизбежно възникват нови предизвикателства. Например, остава несигурността относно това как нанотехнологиите, които се проявяват само при специфични лабораторни условия, ще се държат в реални условия.
В ежедневието един сантиметър (см) се счита за малка единица, но от гледна точка на наномащаба, той е много голяма единица. Както бе споменато по-рано, когато даден материал се свие до наномащаб, се появяват уникални свойства, които липсваха при по-големи размери. По-конкретно, той може да стане по-здрав, да прояви повишена електрическа проводимост, да промени цвета си или да демонстрира каталитични ефекти. Тези промени в свойствата се случват, защото взаимодействията между атомите и молекулите се различават в наномащаба. Например, златните наночастици променят цвета си в зависимост от размера си, докато сребърните наночастици проявяват засилени антибактериални ефекти. Използването на тези свойства отваря възможности за разработване на иновативни продукти в различни индустрии.
Подобни нанотехнологии вече се използват широко в ежедневието. Те намират разнообразни приложения в химическите материали, автомобилните машини, електронната информация и комуникации, екологичната енергия и други. Познати примери включват маски за фин прах, използващи нановлакна, слънцезащитни продукти с UV филтри от наночастици, ултралеки лаптопи, QLED дисплеи, системи за пречистване на автомобилни отработени газове и филтри за пречистване на вода. Тези продукти вече са дълбоко вкоренени в живота ни, демонстрирайки, че много от предметите, които използваме, са продукти на нанотехнологиите. Освен това, нанотехнологиите са основен елемент в разработването на нови материали, играейки решаваща роля в създаването на по-леки и по-здрави материали чрез заместване или допълване на съществуващите.
Нанотехнологиите са приветствани като новаторски технологии, спечелвайки прякора „алхимия на 21-ви век“ заради способността си да променят свързващите структури на атомите или молекулите, трансформирайки ги в нови вещества чрез използване на тези нови свойства. Нанотехнологиите позволяват изкуственото създаване на свойства, недостижими в природата, проправяйки пътя за новаторски напредък в различни индустриални сектори. Потенциалните рискове, съпътстващи тези възможности, обаче трябва да се разглеждат заедно с възможностите. Следователно, развитието на нанотехнологиите се простира отвъд обикновения технологичен прогрес, потенциално повдигайки социални и етични въпроси.
Въпреки това, на изслушването в Камарата на представителите през 2008 г. относно преразглеждането на Националната инициатива за нанотехнологии на САЩ, наноученият Андрю Мейнард заяви: „Да се движиш напред с нанотехнологиите е като да се гмурнеш във вода със затворени очи.“ Това служи като предупреждение за потенциалните опасности от наноматериалите и необходимостта от ясно разбиране за тях. Освен това, The New York Times определи нанотехнологиите като едно от „10-те бедствия, които биха могли да унищожат човечеството“, наред с изменението на климата и генетичната модификация, като технология, способна да доведе Земята до разруха. Следователно, трябва задълбочено да обмислим рисковете и обществените проблеми, съпътстващи развитието на нанотехнологиите. Какви негативни проблеми биха могли да възникнат всъщност? Тези гласове, предупреждаващи за подобни рискове, ни напомнят, че технологичният напредък не винаги води само до положителни резултати. Технологичният прогрес трябва да бъде насочен към полза за човечеството и това изисква по-внимателен и задълбочен контрол.
Първо, бих искал да обсъдя „новите химични реакции“. В момента високопроизводителната технология за скрининг позволява приблизително десет хиляди теста за токсичност седмично. Както обаче бе споменато по-рано, свойствата се променят в наномащаб и характеристиките варират значително в зависимост от материала. Следователно става ясно, че за наноматериалите са необходими много повече тестове за токсичност, отколкото за конвенционалните химични вещества. Докато нанотехнологиите се развиват с бързи темпове, технологията за проверка на тяхната безопасност все още не е в крак с тази скорост. Особено в тази ситуация няма гаранция, че нови химични реакции – като образуването на токсични вещества или експлозивно поведение – няма да възникнат, когато нефилтрираните наноматериали срещнат специфични вещества в околната среда. Например, ако токсичността се прояви само след дългосрочно натрупване в тялото, както се наблюдава при инцидента с овлажнителя, потребителите и работниците, изложени на такива нанопродукти, биха могли да се сблъскат с рискове, водещи до проблеми с обезщетението. Тези проблеми с токсичността изискват особено сериозно внимание, тъй като предсказването как наноматериалите ще действат в тялото често е невъзможно.
Второ, въпросът е за военното неравенство. Нанотехнологиите имат значителна стойност за създаването на устойчиво на удар оборудване за военна сигурност или за разработването на превъзходни технологии за военна комуникация. Трябва обаче да вземем предвид и опасностите, присъщи на малките обекти. Докато по-големите размери предлагат сплашване и сила, по-малките обекти притежават уникални предимства и възможности. С други думи, малките неща също могат да бъдат ужасяващи. Ако все повече желаем по-малки технологии и разработваме малки, незабележими военни оръжия, това би могло да определи йерархичните взаимоотношения между нациите въз основа на това дали те притежават сложна и успешна нанотехнология, заедно с капитала и знанията, за да поддържат нейното развитие. Това би отразявало как притежаването на ядрени оръжия в момента разделя силовите отношения между държавите. Разработването на такива мощни военни оръжия би могло да задълбочи невидимите силови отношения между сегашните развити нации и страните от Третия свят, като допълнително изостри неравенството между държавите. В такава ситуация, когато започне да се надига невидим страх, ще се появи свят, в който доверието между нациите е напълно разрушено. Този военен дисбаланс е много вероятно в крайна сметка да действа като фактор, заплашващ световния мир.
Трето е „обществото на труда под наблюдение“. Нека разгледаме това по-специално в рамките на отношенията работодател-служител между различните динамики „носител на власт-субект на властта“. Ако работодателите въведат нано видеонаблюдение в корпорации, фабрики, компании или универсални магазини под претекст за наблюдение и надзор на работниците, степента и обхватът на наблюдението върху всяко движение на работниците биха могли да се засилят. Освен това е необходимо да се обмисли възможността за тежки ситуации, при които подобно наблюдение и надзор се извършват, без да се информират работниците, като те не са в течение. Заимствайки малко от дизайна на затвора Паноптикон: Паноптикон е затвор, проектиран с висока централна наблюдателна кула и килии на затворниците, разположени по външния кръг на централната кула. Централната кула е била държана тъмна, докато килиите на затворниците са били ярко осветени, което гарантира, че затворниците никога не могат да знаят къде е насочен погледът на наблюдателя. Това кара затворниците да се чувстват постоянно под наблюдение, което ги кара да интернализират дисциплината и наблюдението, като ефективно наблюдават себе си. Въпреки че съвременното общество понякога критикува видеонаблюдението като „електронен паноптикум“, искам да предупредя, че бъдещата нано-ера може да донесе така нареченото общество на „нано-паноптикума“, където видеонаблюдението е толкова добре скрито, че дори не можем да открием присъствието му. В такова общество личната неприкосновеност може да престане да съществува, а страхът от наблюдение ще потисне индивидуалната свобода.
Това, което трябва да вземем предвид, се простира отвъд основните проблеми, произтичащи от самата нанотехнология. Това е така, защото макар нанотехнологията да е иновативна сама по себе си, тя придобива по-голяма стойност, когато се прилага към технологии в други области. По-рано споменах, че същността на нанотехнологията се крие в ефективното използване на свойствата на наноматериалите в различни области. Ако обаче напълно обърнем тази перспектива – че нанотехнологията е универсална технология, способна да бъде прилагана и интегрирана в различни области – става ясно, че тази нанотехнология може да причини проблеми навсякъде. Например, тя може да се комбинира с А и да причини проблеми в А или да се комбинира с Б и да причини проблеми в Б. Нанотехнологията има потенциала да действа като катализатор, усилвайки или ускорявайки проблемните резултати, присъщи на различните технологии. Тези проблеми представляват само малка част от потенциалните странични ефекти, които напредъкът на нанотехнологиите може да донесе, и ние трябва да ги предвидим и подготвим предварително.
Първо, разгледайте сценария, в който нанотехнологиите се комбинират с „технология за изкуствен интелект“, за да усъвършенстват ИИ. Както заявява професор Ким Джин-йонг от катедрата по материалознание и инженерство на Националния университет в Сеул, полупроводниците са в основата на Четвъртата индустриална революция. Това е така, защото съхранението, предаването и управлението на данни в крайна сметка се управляват от полупроводници. Тези полупроводници стават по-бързи и по-мощни с намаляването на ширината на техните електрически вериги. Очаква се, че производството на такива полупроводници чрез нанотехнологии ще позволи създаването на по-точен и по-бърз изкуствен интелект. Но дали това ще даде толкова положителни резултати, колкото се очакваше? Вече сериозните проблеми, произтичащи от цифровото разделение – неравенства в доходите и социалните/културните различия, неравенствата в обучението – биха могли да се влошат по-бързо. Това би могло да доведе до екстремна ситуация, при която личните, социалните и националните разлики в богатството се поляризират напълно. Цифровото разделение вече е сериозен проблем и е необходимо внимание, тъй като нанотехнологиите биха могли да ускорят тези проблеми.
Сега, нека разгледаме сценария, в който нанотехнологиите се комбинират с „медицинска технология“. В областта на медицинската наука очакването за нанотехнологиите е „нанобот“. Идеята е, че малки наноботи могат да влязат в тялото и да унищожат раковите клетки. Само чуването за това звучи като перфектна операция за унищожаване на рака, но какво да кажем за реалността? Могат ли разположените наноботи да изпълняват мисията си успешно в 100% от случаите? Съществува и възможността наноботите да атакуват клетки, различни от раковите. Това означава, че могат да възникнат нежелани странични ефекти от медицинските технологии. Като алтернатива, съществува опасение, че наноботите, вкарани в тялото за лечение на заболявания, сами по себе си биха могли да причинят странични ефекти, потенциално водещи до нови заболявания. Изследователски екип от Катедрата по синтетична биология и химическо инженерство в Тексаския държавен университет прогнозира, че ако наноботите, насочени към и директно атакуващи заразени с вируси клетки или ракови клетки, бъдат комерсиализирани, самите наночастици биха могли потенциално да причинят заболяване. Те обясниха, че дори при използване на биосъвместими материали, физичните и химичните свойства се променят в наномащаб в сравнение с първоначалния им размер, което потенциално може да причини токсичност в организма. Например, те биха могли да взаимодействат с имунни клетки или сигнализиращи протеини като цитокини, като прекомерно активират или потискат имунните отговори, като например възпаление. Изследователският екип публикува тези открития в броя от юни 2013 г. на списанието на Кралското дружество „Chemical Society Reviews“. Освен това експертите изразяват загриженост, че тъй като наночастиците са по-малки от повечето биомолекули, те биха могли да увредят ДНК и да причинят сериозни, нелечими заболявания.
Въпреки че тези проблеми вече бяха посочени, бих искал да направя още една крачка напред. Ако терапията с наноботи започне да се комерсиализира и действително се появят такива странични ефекти, кой носи отговорността? Дали това е просто медицински инцидент? Производителят е създал неправилно функциониращия нанобот и лекарят го е инжектирал в тялото на пациента. В такъв сценарий, ако раковите клетки останат нелекувани, броят на възможните причини се увеличава – независимо дали става въпрос за проблем с работата на нанобота или за други състояния. Лекарят в болницата в крайна сметка трябва да притежава способността да направи тази преценка. Лекарите, използващи терапии, базирани на наноботи, трябва да притежават необходимите знания и информация и също така трябва да носят съответната отговорност. Дори ако неизправността се приписва на наноботите, ако на лекарите им липсва никакво чувство за отговорност, не биха ли лекарите, които директно администрират наноботите и наблюдават състоянието на пациента, възприели безотговорен подход към лечението? Други обаче биха могли да възразят: „Лекарят просто е внедрил наноботите; производителят е причинил проблема, така че защо лекарят трябва да носи отговорност?“
Подобни въпроси възникват и по отношение на отговорността за произшествия с участието на автономни автомобили. Когато автономна кола причини произшествие, отговорността на водача ли е или на производителя? Ако възникнат проблеми от лечения, базирани на наноботи, трябва ли лекарят да носи отговорност или производителят да бъде подведен под отговорност? Или кой трябва да носи по-голяма отговорност? Това са теми, изискващи допълнително обсъждане в бъдеще.
По този начин, нанотехнологиите са конвергентна дисциплина, преплетена с всички области – химия, медицина, науки за живота, околна среда, информация и комуникации, енергетика и биотехнологии – тясно свързани с човешкия живот. Тя ще продължи да бъде изследвана, докато човечеството съществува. Трябва обаче задълбочено да проучим безопасността, предназначението и потенциалните отрицателни аспекти на технологиите в различните им приложения. Безусловният оптимизъм относно технологиите е опасен; нуждаем се от мъдрост, за да реагираме на тяхната скорост и последици. За да се предотврати ситуация, в която нанотехнологиите доминират във всички области и в крайна сметка стават неконтролируеми, те трябва да се развиват рационално и етично.
