Šajā emuāra ierakstā tiek aplūkoti ieguvumi, ko sniegs nanotehnoloģiju attīstība, un ar tām saistītie ētiskie riski, apspriežot, kā mēs varam tās droši izmantot.
Lielākā daļa cilvēku viegli iztēlojas vārdu “nano” kā “kaut ko ļoti mazu”. Precīzāk, “nano” ir priedēklis, kas apzīmē vienu miljardo daļu. Viens nanometrs atbilst 3 līdz 4 atomu izmēram. Lai to izteiktu ikdienišķākā piemērā, būtu vieglāk saprast, ja mēs teiktu, ka tas ir viens astoņdesmit tūkstošais no cilvēka mata biezuma. Vai arī to var salīdzināt ar vienu futbola bumbu Zemes iekšienē. Nanometru mēroga pasauli regulē pavisam citi likumi nekā fizisko pasauli, ko mēs ikdienā piedzīvojam. Piemēram, materiāla virsma, ko varam sataustīt ar rokām, nanoskalā izskatās pilnīgi atšķirīga, un materiāla īpašības pilnībā mainās.
Kad materiāli sarūk līdz nanometru mērogam, tiem piemīt pilnīgi jaunas īpašības. Akadēmiskā joma, kas pēta šīs unikālās nanomateriālu īpašības un parādības, tiek saukta par "nanozinātni". Tehnoloģija, kas izmanto šo nanozinātni, lai radītu materiālus un komponentus, kas nepieciešami mūsu ikdienas dzīvē, padarot tos ērtākus, tiek saukta par "nanotehnoloģiju". Nanozinātnes būtība ir izprast šīs jaunās parādības, kas rodas tik mazā mērogā, un, izmantojot šo izpratni, izstrādāt inovatīvas tehnoloģijas. Pirms šīs tehnoloģijas kļūst komerciāli dzīvotspējīgas, tām jāiziet dažādi procesi, un katrā posmā neizbēgami rodas jauni izaicinājumi. Piemēram, joprojām nav skaidrības par to, kā nanotehnoloģija, kas izpaužas tikai noteiktos laboratorijas apstākļos, darbosies reālās pasaules vidē.
Ikdienā centimetrs (cm) tiek uzskatīts par mazu vienību, bet no nanoskala viedokļa tā ir ļoti liela vienība. Kā jau minēts iepriekš, kad materiāls sarūk līdz nanoskalai, rodas unikālas īpašības, kas lielākos izmēros nebija. Konkrēti, tas var kļūt stiprāks, uzrādīt palielinātu elektrovadītspēju, mainīt krāsu vai demonstrēt katalītisku efektu. Šīs īpašību izmaiņas rodas tāpēc, ka mijiedarbība starp atomiem un molekulām nanoskalā atšķiras. Piemēram, zelta nanodaļiņas maina krāsu atkarībā no to izmēra, savukārt sudraba nanodaļiņām piemīt pastiprināta antibakteriāla iedarbība. Šo īpašību izmantošana paver iespējas inovatīvu produktu izstrādei dažādās nozarēs.
Šādas nanotehnoloģijas jau tiek plaši izmantotas ikdienas dzīvē. Tās tiek plaši izmantotas ķīmisko materiālu, automobiļu mehānisma, elektroniskās informācijas un komunikācijas, vides enerģijas un citur jomā. Pazīstami piemēri ir smalku putekļu maskas, kurās izmantotas nanofibras, saules aizsargkrēmi ar nanodaļiņu UV filtriem, īpaši viegli klēpjdatori, QLED displeji, automobiļu izplūdes gāzu attīrīšanas sistēmas un ūdens attīrīšanas filtri. Šie produkti jau ir dziļi iesakņojušies mūsu dzīvē, kas pierāda, ka daudzas mūsu izmantotās lietas ir nanotehnoloģiju produkti. Turklāt nanotehnoloģijas ir galvenais elements jaunu materiālu izstrādē, spēlējot izšķirošu lomu vieglāku un izturīgāku materiālu radīšanā, aizstājot vai papildinot esošos.
Nanotehnoloģija tiek slavēta kā revolucionāra tehnoloģija, kas ieguvusi iesauku "21. gadsimta alķīmija", pateicoties tās spējai mainīt atomu vai molekulu saišu struktūras, pārveidojot tās jaunās vielās, izmantojot šīs jaunās īpašības. Nanotehnoloģija ļauj mākslīgi radīt īpašības, kas dabā nav sasniedzamas, paverot ceļu revolucionāriem sasniegumiem dažādās rūpniecības nozarēs. Tomēr līdzās iespējām jāņem vērā arī iespējamie riski, kas saistīti ar šīm spējām. Līdz ar to nanotehnoloģiju attīstība sniedzas tālāk par vienkāršu tehnoloģisko progresu, potenciāli radot sociālus un ētiskus jautājumus.
Tomēr 2008. gada Pārstāvju palātas uzklausīšanā par ASV Nacionālās nanotehnoloģiju iniciatīvas pārskatīšanu nanozinātnieks Endrjū Meinards paziņoja: “Virzīties uz priekšu ar nanotehnoloģijām ir kā nirt ūdenī ar aizvērtām acīm.” Tas kalpo kā brīdinājums par nanomateriālu potenciālajiem apdraudējumiem un nepieciešamību tos skaidri izprast. Turklāt laikraksts “The New York Times” identificēja nanotehnoloģiju kā vienu no “10 katastrofām, kas varētu iznīcināt cilvēci”, līdzās klimata pārmaiņām un ģenētiskajai modifikācijai kā tehnoloģiju, kas spēj novest Zemi līdz postam. Līdz ar to mums ir dziļi jāapsver riski un sabiedrības problēmas, kas saistītas ar nanotehnoloģiju attīstību. Kādas negatīvas problēmas patiesībā varētu rasties? Šīs balsis, kas brīdina par šādiem riskiem, atgādina mums, ka tehnoloģiskā attīstība ne vienmēr dod tikai pozitīvus rezultātus. Tehnoloģiskajam progresam jābūt vērstam uz cilvēces labumu, un tas prasa rūpīgāku un pamatīgāku pārbaudi.
Vispirms es vēlos apspriest "jaunas ķīmiskās reakcijas". Pašlaik augstas caurlaidības skrīninga tehnoloģija ļauj veikt aptuveni desmit tūkstošus toksicitātes testu nedēļā. Tomēr, kā minēts iepriekš, īpašības mainās nanoskalā, un raksturlielumi ievērojami atšķiras atkarībā no materiāla. Līdz ar to kļūst skaidrs, ka nanomateriāliem ir nepieciešams daudz vairāk toksicitātes testu nekā tradicionālajām ķīmiskajām vielām. Lai gan nanotehnoloģijas attīstās strauji, tehnoloģija to drošības pārbaudei vēl nav spējusi sekot līdzi šim ātrumam. Īpaši šajā situācijā nav garantijas, ka jaunas ķīmiskās reakcijas, piemēram, toksisku vielu veidošanās vai sprādzienbīstamība, neradīsies, ja nefiltrēti nanomateriāli saskarsies ar konkrētām vielām vidē. Piemēram, ja toksicitāte izpaužas tikai pēc ilgstošas uzkrāšanās organismā, kā tas bija mitrinātāja incidentā, patērētāji un darbinieki, kas pakļauti šādiem nanoproduktiem, varētu saskarties ar riskiem, kas varētu radīt kompensācijas problēmas. Šīs toksicitātes problēmas ir pelnījušas īpašu nopietnu uzmanību, jo bieži vien nav iespējams paredzēt, kā nanomateriāli iedarbosies organismā.
Otrkārt, ir militārās nevienlīdzības jautājums. Nanotehnoloģijām ir ievērojama vērtība triecienizturīga militārā drošības aprīkojuma radīšanā vai pārāku militāro sakaru tehnoloģiju izstrādē. Tomēr mums jāņem vērā arī briesmas, kas raksturīgas maziem objektiem. Lai gan lielāki izmēri piedāvā iebiedēšanu un spēku, mazākiem objektiem piemīt unikālas priekšrocības un iespējas. Citiem vārdiem sakot, mazas lietas var būt arī biedējošas. Ja mēs arvien vairāk iekārosim mazākas tehnoloģijas un attīstīsim mazus, neuzkrītošus militāros ieročus, tas varētu noteikt hierarhiskas attiecības starp valstīm, pamatojoties uz to, vai tām ir sarežģīta un veiksmīga nanotehnoloģija, kā arī kapitāls un zināšanas, lai uzturētu to attīstību. Tas atspoguļotu to, kā kodolieroču glabāšana pašlaik sadala varas attiecības starp valstīm. Šādu spēcīgu militāro ieroču izstrāde varētu padziļināt neredzamās varas attiecības starp pašreizējām attīstītajām valstīm un trešās pasaules valstīm, vēl vairāk saasinot nevienlīdzību starp valstīm. Šādā situācijā, kad sāk pārņemt neredzamas bailes, radīsies pasaule, kurā uzticība starp valstīm ir pilnībā sagrauta. Šī militārā nelīdzsvarotība, visticamāk, galu galā darbosies kā faktors, kas apdraud pasaules mieru.
Treškārt, tā ir “novērošanas darba sabiedrība”. Apskatīsim to konkrēti darba devēja un darbinieka attiecību kontekstā, ņemot vērā dažādas “varas turētāja un varas subjekta” dinamikas. Ja darba devēji ieviesīs nano videonovērošanu uzņēmumos, rūpnīcās, uzņēmumos vai universālveikalos, aizbildinoties ar darbinieku uzraudzību un uzraudzību, darbinieku katras kustības novērošanas apjoms un tvērums varētu pastiprināties. Turklāt ir jāapsver iespējamība, ka var rasties sarežģītas situācijas, kad šāda novērošana un uzraudzība tiek veikta, neinformējot darbiniekus, tādējādi viņus neinformējot. Nedaudz aizņemoties no Panopticon cietuma dizaina: Panopticon ir cietums, kas projektēts ar augstu centrālo novērošanas torni un ieslodzīto kamerām, kas novietotas gar centrālā torņa ārējo apli. Centrālais tornis tika turēts tumšā, savukārt ieslodzīto kameras bija spilgti apgaismotas, nodrošinot, ka ieslodzītie nekad nevar zināt, kurp vērsts vērotāja skatiens. Tas lika ieslodzītajiem justies pastāvīgi uzraudzītiem, liekot viņiem internalizēt disciplīnu un novērošanu, efektīvi uzraugot sevi. Lai gan mūsdienu sabiedrība dažkārt kritizē videonovērošanu kā “elektronisku panoptikumu”, es vēlos brīdināt, ka nākotnes nanoēra var nest tā saukto “nanopanoptikuma” sabiedrību, kurā videonovērošana ir tik labi paslēpta, ka mēs pat nevaram pamanīt tās klātbūtni. Šādā sabiedrībā personīgā privātums var pārstāt pastāvēt, un bailes no novērošanas nomāc individuālo brīvību.
Mums jāņem vērā arī tas, kas sniedzas tālāk par primārajiem jautājumiem, kas izriet no pašas nanotehnoloģijas. Tas ir tāpēc, ka, lai gan nanotehnoloģija pati par sevi ir inovatīva, tā iegūst lielāku vērtību, ja to piemēro tehnoloģijām citās jomās. Iepriekš es minēju, ka nanotehnoloģijas būtība ir nanomateriālu īpašību efektīvā izmantošana dažādās jomās. Tomēr, ja mēs pilnībā apgriežam šo perspektīvu pretēji – ka nanotehnoloģija ir daudzpusīga tehnoloģija, ko var pielietot un integrēt dažādās jomās –, kļūst skaidrs, ka šī nanotehnoloģija varētu radīt problēmas visur. Piemēram, tā varētu apvienoties ar A un radīt problēmas A vai apvienoties ar B un radīt problēmas B. Nanotehnoloģijai ir potenciāls darboties kā katalizatoram, pastiprinot vai paātrinot problemātiskus rezultātus, kas raksturīgi dažādām tehnoloģijām. Šīs problēmas ir tikai daļa no potenciālajām blakusparādībām, ko varētu radīt nanotehnoloģiju attīstība, un mums tās ir jāparedz un jāsagatavojas iepriekš.
Vispirms apsveriet scenāriju, kurā nanotehnoloģija apvienojas ar "mākslīgā intelekta tehnoloģiju", lai vēl vairāk attīstītu mākslīgo intelektu. Kā norāda Seulas Nacionālās universitātes Materiālzinātnes un inženierzinātņu katedras profesors Kims Džinjons, pusvadītāji ir ceturtās rūpnieciskās revolūcijas kodols. Tas ir tāpēc, ka datu glabāšanu, pārraidi un pārvaldību galu galā nosaka pusvadītāji. Šie pusvadītāji kļūst ātrāki un jaudīgāki, samazinoties to ķēdes līniju platumam. Tiek prognozēts, ka šādu pusvadītāju ražošana, izmantojot nanotehnoloģiju, ļaus radīt precīzāku un ātrāku mākslīgo intelektu. Bet vai tas dos tik pozitīvus rezultātus, kā paredzēts? Jau tā nopietnās problēmas, kas izriet no digitālās plaisas — ienākumu un sociālās/kultūras atšķirības, mācību nevienlīdzība —, varētu vēl straujāk saasināties. Tas varētu novest pie ārkārtējas situācijas, kurā personiskās, sociālās un nacionālās labklājības atšķirības kļūst pilnībā polarizētas. Digitālā plaisa jau ir nopietna problēma, un ir jāievēro piesardzība, jo nanotehnoloģija varētu paātrināt šīs problēmas.
Tagad aplūkosim scenāriju, kurā nanotehnoloģija tiek apvienota ar "medicīnas tehnoloģiju". Medicīnas zinātnes jomā nanotehnoloģiju pamatā ir "nanorobots". Ideja ir tāda, ka sīki nanoboti varētu iekļūt organismā un iznīcināt vēža šūnas. Jau vien dzirdēt par to izklausās pēc perfektas vēža iznīcināšanas operācijas, bet kā ir realitātē? Vai izvietotie nanoboti var veiksmīgi veikt savu misiju 100% gadījumu? Pastāv arī iespēja, ka nanoboti varētu uzbrukt citām šūnām, ne tikai vēža šūnām. Tas nozīmē, ka varētu rasties neparedzētas medicīnas tehnoloģiju blakusparādības. Alternatīvi, pastāv bažas, ka nanoboti, kas ievietoti organismā slimību ārstēšanai, paši varētu izraisīt blakusparādības, potenciāli radot jaunas slimības. Teksasas štata universitātes Sintētiskās bioloģijas un ķīmiskās inženierijas katedras pētnieku komanda prognozēja, ka, ja nanoboti, kas mērķē uz vīrusu inficētām šūnām vai vēža šūnām un tieši tām uzbrūk, tiks komercializēti, pašas nanodaļiņas varētu potenciāli izraisīt slimības. Viņi paskaidroja, ka pat izmantojot bioloģiski saderīgus materiālus, fizikālās un ķīmiskās īpašības nanoskalā mainās salīdzinājumā ar to sākotnējo izmēru, potenciāli izraisot toksicitāti organismā. Piemēram, tās varētu mijiedarboties ar imūnšūnām vai signalizācijas proteīniem, piemēram, citokīniem, pārmērīgi aktivizējot vai nomācot imūnās atbildes, piemēram, iekaisumu. Pētnieku komanda publicēja šos atklājumus Karaliskās biedrības žurnāla “Chemical Society Reviews” 2013. gada jūnija numurā. Turklāt eksperti pauž bažas, ka, tā kā nanodaļiņas ir mazākas nekā lielākā daļa biomolekulu, tās varētu bojāt DNS un izraisīt nopietnas, neārstējamas slimības.
Lai gan šie jautājumi jau ir norādīti, es vēlos spert soli tālāk. Ja nanobotu terapija sāk komercializēties un šādas blakusparādības patiešām rodas, kurš uzņemas atbildību? Vai tā ir vienkārši medicīniska avārija? Ražotājs radīja bojāto nanobotu, un ārsts to ievadīja pacienta organismā. Šādā scenārijā, ja vēža šūnas netiek ārstētas, iespējamo cēloņu skaits palielinās — vai tā būtu problēma ar nanobota darbību vai citi apstākļi. Slimnīcas ārstam galu galā ir jāspēj pieņemt šo spriedumu. Ārstiem, kas izmanto uz nanobotiem balstītas terapijas, ir jābūt nepieciešamajām zināšanām un informācijai, un viņiem ir jāuzņemas arī atbilstošā atbildība. Pat ja darbības traucējumi tiek piedēvēti nanobotiem, ja ārstiem trūkst atbildības sajūtas, vai tie ārsti, kas tieši ievada nanobotus un uzrauga pacienta stāvokli, nepieņemtu bezatbildīgu pieeju ārstēšanai? Tomēr citi varētu iebilst: "Ārsts tikai izvietoja nanobotus; ražotājs radīja problēmu, tad kāpēc ārstam būtu jāuzņemas atbildība?"
Līdzīgi jautājumi rodas attiecībā uz atbildību par negadījumiem, kuros iesaistītas pašbraucošas automašīnas. Ja pašbraucoša automašīna izraisa negadījumu, vai atbildība jāuzņemas vadītājam vai ražotājam? Ja problēmas rodas no nanorobotu terapijas, vai atbildība jāuzņemas ārstam, vai arī ražotājam jāuzņemas lielāka atbildība? Šīs ir tēmas, kas nākotnē būtu jāapspriež sīkāk.
Tādējādi nanotehnoloģija ir konverģenta disciplīna, kas savstarpēji saistīta ar visām jomām — ķīmiju, medicīnu, dzīvības zinātnēm, vidi, informācijas un komunikāciju jomu, enerģētiku un biotehnoloģiju —, kas ir cieši saistīta ar cilvēka dzīvi. Tā tiks pētīta tik ilgi, kamēr pastāvēs cilvēce. Tomēr mums ir rūpīgi jāizpēta tehnoloģiju drošība, mērķis un potenciālie negatīvie aspekti dažādās to pielietojuma jomās. Beznosacījumu optimisms par tehnoloģijām ir bīstams; mums ir nepieciešama gudrība, lai reaģētu uz to ātrumu un sekām. Lai novērstu situāciju, kad nanotehnoloģija dominē visās jomās un galu galā kļūst nekontrolējama, tā ir jāattīsta racionāli un ētiski.
