Tento blogový príspevok skúma výhody, ktoré prinesie pokrok v nanotechnológiách, a súvisiace etické riziká, pričom diskutuje o tom, ako ich môžeme bezpečne využívať.
Väčšina ľudí si ľahko predstaví slovo „nano“ ako „niečo veľmi malé“. Presnejšie povedané, „nano“ je predpona predstavujúca jednu miliardtinu. Jeden nanometer zodpovedá veľkosti 3 až 4 atómov. Aby sme to vyjadrili v bežnejšom príklade, bolo by ľahšie pochopiť, keby sme povedali, že je to osemdesiattisícina hrúbky ľudského vlasu. Alebo sa to dá prirovnať k jednej futbalovej lopte vo vnútri Zeme. Svet v nanometrovej mierke sa riadi úplne inými zákonmi ako fyzický svet, ktorý denne zažívame. Napríklad povrch materiálu, ktorý môžeme hmatať rukami, sa v nanomierke javí úplne inak a vlastnosti materiálu sa v dôsledku toho úplne menia.
Keď sa materiály zmenšia na nanometrovú mierku, vykazujú úplne nové vlastnosti. Akademická oblasť, ktorá študuje tieto jedinečné vlastnosti a javy nanomateriálov, sa nazýva „nanoveda“. Technológia, ktorá využíva túto nanovedu na vytváranie materiálov a komponentov potrebných v našom každodennom živote a robí ich pohodlnejšími, sa nazýva „nanotechnológia“. Podstata nanovedy spočíva v pochopení týchto nových javov, ktoré sa objavujú v takýchto malých mierkach, a vo vývoji inovatívnych technológií prostredníctvom tohto pochopenia. Predtým, ako sa tieto technológie stanú komerčne životaschopnými, musia prejsť rôznymi procesmi a v každej fáze nevyhnutne vznikajú nové výzvy. Napríklad pretrváva neistota ohľadom toho, ako sa nanotechnológia, ktorá sa prejavuje iba za špecifických laboratórnych podmienok, bude správať v reálnom prostredí.
V každodennom živote sa centimeter (cm) považuje za malú jednotku, ale z pohľadu nanoškály je to veľmi veľká jednotka. Ako už bolo spomenuté, keď sa materiál zmrští na nanoškálu, objavia sa jedinečné vlastnosti, ktoré pri väčších veľkostiach chýbali. Konkrétne sa môže stať pevnejším, prejavovať zvýšenú elektrickú vodivosť, zmeniť farbu alebo vykazovať katalytické účinky. Tieto zmeny vlastností nastávajú preto, lebo interakcie medzi atómami a molekulami sa v nanoškále líšia. Napríklad nanočastice zlata menia farbu v závislosti od svojej veľkosti, zatiaľ čo nanočastice striebra vykazujú zosilnené antibakteriálne účinky. Využitie týchto vlastností otvára možnosti pre vývoj inovatívnych produktov v rôznych odvetviach.
Takáto nanotechnológia sa už široko používa v každodennom živote. Nachádza rôzne uplatnenie v chemických materiáloch, automobilových strojoch, elektronických informáciách a komunikáciách, environmentálnej energii a ďalších oblastiach. Medzi známe príklady patria jemné protiprachové masky s využitím nanovlákien, opaľovacie krémy s UV filtrami z nanočastíc, ultraľahké notebooky, QLED displeje, systémy na čistenie výfukových plynov automobilov a filtre na čističky vody. Tieto produkty sú už hlboko zakorenené v našich životoch, čo dokazuje, že mnohé veci, ktoré používame, sú produktmi nanotechnológie. Okrem toho je nanotechnológia kľúčovým prvkom pri vývoji nových materiálov a zohráva kľúčovú úlohu pri vytváraní ľahších a pevnejších materiálov nahrádzaním alebo dopĺňaním existujúcich.
Nanotechnológia je oslavovaná ako prelomová technológia a vďaka svojej schopnosti meniť väzbové štruktúry atómov alebo molekúl a transformovať ich na nové látky využitím týchto nových vlastností si vyslúžila prezývku „alchýmia 21. storočia“. Nanotechnológia umožňuje umelé vytváranie vlastností, ktoré sú v prírode nedosiahnuteľné, a tým otvára cestu pre prelomový pokrok v rôznych priemyselných odvetviach. Potenciálne riziká spojené s týmito schopnosťami však treba zvážiť spolu s možnosťami. V dôsledku toho rozvoj nanotechnológie presahuje rámec samotného technologického pokroku a potenciálne vyvoláva sociálne a etické otázky.
Na vypočutí Snemovne reprezentantov v roku 2008 o revízii Národnej iniciatívy pre nanotechnológie USA však nanovedec Andrew Meynard vyhlásil: „Pokrok v oblasti nanotechnológií je ako ponoriť sa do vody so zatvorenými očami.“ To slúži ako varovanie pred potenciálnymi nebezpečenstvami nanomateriálov a potrebou ich jasného pochopenia. Okrem toho denník The New York Times označil nanotechnológiu za jednu z „10 katastrof, ktoré by mohli zničiť ľudstvo“ spolu so zmenou klímy a genetickou modifikáciou za technológiu schopnú viesť Zem k zániku. Preto musíme hlboko zvážiť riziká a spoločenské problémy, ktoré sprevádzajú rozvoj nanotechnológií. Aké negatívne problémy by mohli v skutočnosti vzniknúť? Tieto hlasy varujúce pred takýmito rizikami nám pripomínajú, že technologický pokrok neprináša vždy len pozitívne výsledky. Technologický pokrok musí byť zameraný na prospech ľudstva a to si vyžaduje starostlivejšie a dôkladnejšie skúmanie.
Najprv by som sa chcel venovať téme „nových chemických reakcií“. V súčasnosti umožňuje vysokovýkonná skríningová technológia približne desaťtisíc testov toxicity týždenne. Ako však už bolo spomenuté, vlastnosti sa menia v nanorozmeroch a charakteristiky sa výrazne líšia v závislosti od materiálu. V dôsledku toho je zrejmé, že pre nanomateriály je potrebných oveľa viac testov toxicity ako pre konvenčné chemické látky. Zatiaľ čo nanotechnológia napreduje rýchlym tempom, technológia na overenie jej bezpečnosti s týmto tempom ešte nedrží krok. Najmä v tejto situácii neexistuje žiadna záruka, že nové chemické reakcie – ako je tvorba toxických látok alebo výbušné správanie – nenastanú, keď sa nefiltrované nanomateriály stretnú so špecifickými látkami v prostredí. Napríklad, ak sa toxicita prejaví až po dlhodobej akumulácii v tele, ako to bolo vidieť pri incidente so zvlhčovačom vzduchu, spotrebitelia a pracovníci vystavení takýmto nanoproduktom by mohli čeliť rizikám, ktoré by viedli k problémom s odškodnením. Tieto problémy s toxicitou si vyžadujú obzvlášť vážnu pozornosť, pretože predpovedať, ako budú nanomateriály pôsobiť v tele, je často nemožné.
Druhým je otázka vojenskej nerovnosti. Nanotechnológia má významnú hodnotu pre vytváranie odolných vojenských bezpečnostných zariadení alebo pre vývoj špičkových vojenských komunikačných technológií. Musíme však zvážiť aj nebezpečenstvá spojené s malými objektmi. Zatiaľ čo väčšie rozmery ponúkajú zastrašovanie a moc, menšie objekty majú jedinečné výhody a schopnosti. Inými slovami, aj malé veci môžu byť desivé. Ak budeme čoraz viac túžiť po menších technológiách a vyvíjať malé, nenápadné vojenské zbrane, mohlo by to určiť hierarchické vzťahy medzi národmi na základe toho, či vlastnia sofistikovanú a úspešnú nanotechnológiu spolu s kapitálom a znalosťami na udržanie jej rozvoja. To by odrážalo to, ako vlastníctvo jadrových zbraní v súčasnosti rozdeľuje mocenské vzťahy medzi štátmi. Vývoj takýchto silných vojenských zbraní by mohol prehĺbiť neviditeľné mocenské vzťahy medzi súčasnými vyspelými národmi a krajinami tretieho sveta, čím by sa ďalej prehĺbila nerovnosť medzi štátmi. V takejto situácii, keď sa začne presadzovať neviditeľný strach, vznikne svet, v ktorom je dôvera medzi národmi úplne zničená. Táto vojenská nerovnováha bude s najväčšou pravdepodobnosťou v konečnom dôsledku pôsobiť ako faktor ohrozujúci svetový mier.
Po tretie, „spoločnosť dohľadu nad prácou“. Pozrime sa na to konkrétne v rámci vzťahu zamestnávateľ-zamestnanec medzi rôznymi dynamikami „držiteľ moci-subjekt moci“. Ak zamestnávatelia zavedú nano CCTV v korporáciách, továrňach, spoločnostiach alebo obchodných domoch pod zámienkou monitorovania a dohľadu nad pracovníkmi, rozsah a ťažisko dohľadu nad každým pohybom pracovníkov by sa mohli zintenzívniť. Okrem toho je potrebné zvážiť možnosť ťažkých situácií, keď sa takýto dohľad a dohľad vykonávajú bez informovania pracovníkov, čím sa udržiavajú v nevedomosti. Požičiame si trochu z návrhu väznice Panopticon: Panopticon je väznica navrhnutá s vysokou centrálnou strážnou vežou a väzenskými celami umiestnenými pozdĺž vonkajšieho kruhu centrálnej veže. Centrálna veža bola udržiavaná v tme, zatiaľ čo väzenské cely boli jasne osvetlené, čím sa zabezpečilo, že väzni nikdy nevedia, kam smeruje pohľad pozorovateľa. Vďaka tomu sa väzni cítili neustále pod dohľadom, čo ich viedlo k internalizácii disciplíny a dohľadu, čím sa efektívne monitorovali. Hoci moderná spoločnosť niekedy kritizuje CCTV ako „elektronický panoptikum“, chcem varovať, že budúca nanoéra môže priniesť takzvanú spoločnosť „nanopanoptiku“, kde bude CCTV tak dobre skrytý, že jeho prítomnosť ani nedokážeme odhaliť. V takejto spoločnosti môže osobné súkromie prestať existovať a strach zo sledovania potlačí individuálnu slobodu.
Musíme tiež zvážiť, čo presahuje primárne problémy vyplývajúce zo samotnej nanotechnológie. Je to preto, že hoci je nanotechnológia sama o sebe inovatívna, získava väčšiu hodnotu, keď sa aplikuje na technológie v iných oblastiach. Už som spomenul, že podstata nanotechnológie spočíva v efektívnom využívaní vlastností nanomateriálov v rôznych oblastiach. Ak však túto perspektívu úplne obrátime – že nanotechnológia je všestranná technológia, ktorú je možné aplikovať a integrovať do rôznych oblastí – je jasné, že táto nanotechnológia by mohla spôsobiť problémy všade. Napríklad by sa mohla kombinovať s A a spôsobiť problémy v A, alebo sa kombinovať s B a spôsobiť problémy v B. Nanotechnológia má potenciál pôsobiť ako katalyzátor, ktorý zosilňuje alebo urýchľuje problematické výsledky, ktoré sú vlastné rôznym technológiám. Tieto problémy predstavujú len zlomok potenciálnych vedľajších účinkov, ktoré by mohol priniesť pokrok nanotechnológie, a musíme ich predvídať a pripraviť sa na ne vopred.
Najprv zvážte scenár, v ktorom sa nanotechnológia kombinuje s „technológiou umelej inteligencie“ s cieľom ďalej rozvíjať umelú inteligenciu. Ako uvádza profesor Kim Jin-young z Katedry materiálových vied a inžinierstva Národnej univerzity v Soule, polovodiče sú jadrom štvrtej priemyselnej revolúcie. Je to preto, že ukladanie, prenos a správa údajov sú v konečnom dôsledku riadené polovodičmi. Tieto polovodiče sa stávajú rýchlejšími a výkonnejšími so znižujúcou sa šírkou ich obvodových vedení. Očakáva sa, že výroba takýchto polovodičov pomocou nanotechnológie umožní vytvorenie presnejšej a rýchlejšej umelej inteligencie. Prinesie to však také pozitívne výsledky, ako sa očakávalo? Už aj tak vážne problémy vyplývajúce z digitálnej priepasti – rozdiely v príjmoch a sociálne/kultúrne rozdiely, nerovnosti vo vzdelávaní – by sa mohli zhoršiť rýchlejšie. To by mohlo viesť k extrémnej situácii, keď sa rozdiely v osobnom, sociálnom a národnom bohatstve úplne polarizujú. Digitálna priepasť je už teraz vážnym problémom a je potrebná opatrnosť, pretože nanotechnológia by mohla tieto problémy urýchliť.
Teraz si predstavme scenár, v ktorom sa nanotechnológia kombinuje s „medicínskou technológiou“. V oblasti lekárskej vedy sa od nanotechnológie očakáva „nanobot“. Myšlienka je taká, že drobné nanoboty by mohli vstúpiť do tela a zničiť rakovinové bunky. Už len samotné počuť o tom znie ako dokonalá operácia na zničenie rakoviny, ale čo realita? Dokážu nasadené nanoboty úspešne splniť svoju úlohu v 100 % prípadov? Existuje tiež možnosť, že nanoboty by mohli napadnúť aj iné bunky ako rakovinové. To znamená, že by sa mohli vyskytnúť nezamýšľané vedľajšie účinky lekárskej technológie. Prípadne existujú obavy, že nanoboty vložené do tela na liečbu chorôb by samy osebe mohli spôsobiť vedľajšie účinky, ktoré by mohli viesť k vzniku nových chorôb. Výskumný tím z Katedry syntetickej biológie a chemického inžinierstva na Texaskej štátnej univerzite predpovedal, že ak sa nanoboty zamerané na bunky infikované vírusom alebo rakovinové bunky a priamo na ne napádajú, samotné nanočastice by mohli potenciálne spôsobiť ochorenie. Vysvetlili, že aj pri použití biokompatibilných materiálov sa fyzikálne a chemické vlastnosti menia v nanorozmeroch v porovnaní s ich pôvodnou veľkosťou, čo môže spôsobiť toxicitu v tele. Napríklad by mohli interagovať s imunitnými bunkami alebo signálnymi proteínmi, ako sú cytokíny, a nadmerne aktivovať alebo potláčať imunitné reakcie, ako je zápal. Výskumný tím publikoval tieto zistenia v júnovom čísle časopisu Kráľovskej spoločnosti s názvom „Chemical Society Reviews“ z roku 2013. Odborníci ďalej vyjadrujú obavy, že keďže nanočastice sú menšie ako väčšina biomolekúl, mohli by poškodiť DNA a spôsobiť vážne, neliečiteľné ochorenia.
Hoci na tieto problémy už bolo poukázané, chcem ísť ešte o krok ďalej. Ak sa terapia nanobotmi začne komercializovať a takéto vedľajšie účinky sa skutočne objavia, kto nesie zodpovednosť? Je to len lekárska nehoda? Výrobca vytvoril nefunkčného nanobota a lekár ho vpravil do tela pacienta. V takomto scenári, ak rakovinové bunky zostanú neliečené, počet možných príčin sa zvyšuje – či už ide o problém s fungovaním nanobota alebo o iné stavy. Lekár v nemocnici musí byť v konečnom dôsledku schopný urobiť tento úsudok. Lekári používajúci terapie založené na nanobotoch musia mať potrebné vedomosti a informácie a musia niesť aj zodpovedajúcu zodpovednosť. Aj keď je porucha pripísaná nanobotom, ak lekárom chýba akýkoľvek zmysel pre zodpovednosť, nezaujali by tí lekári, ktorí priamo podávajú nanoboty a monitorujú stav pacienta, nezodpovedný prístup k liečbe? Iní by však mohli namietať: „Lekár iba nasadil nanoboty; výrobca spôsobil problém, tak prečo by mal lekár niesť zodpovednosť?“
Podobné otázky vznikajú aj v súvislosti so zodpovednosťou za nehody s autonómnymi vozidlami. Keď autonómne vozidlo spôsobí nehodu, je zodpovednosť na vodičovi alebo na výrobcovi? Ak vzniknú problémy v dôsledku liečby pomocou nanobotov, mal by zodpovednosť niesť lekár, alebo by mal byť zodpovedný výrobca? Alebo kto by mal niesť väčšiu zodpovednosť? Toto sú témy, ktoré si vyžadujú ďalšiu diskusiu v budúcnosti.
Nanotechnológia je teda konvergentná disciplína prepojená so všetkými oblasťami – chémiou, medicínou, vedami o živote, životným prostredím, informáciami a komunikáciami, energetikou a biotechnológiou – úzko spojená s ľudským životom. Bude sa naďalej skúmať, pokiaľ bude ľudstvo existovať. Musíme však dôkladne preskúmať bezpečnosť, účel a potenciálne negatívne aspekty technológie v jej rôznych aplikáciách. Bezpodmienečný optimizmus ohľadom technológie je nebezpečný; potrebujeme múdrosť reagovať na jej rýchlosť a dôsledky. Aby sa predišlo situácii, keď nanotechnológia dominuje všetkým oblastiam a nakoniec sa stane nekontrolovateľnou, musí sa rozvíjať racionálne a eticky.
