Nanotechnologie onder de loep

Transcriptie

1 centrum van innovatie Hiteq Hiteq, centrum van innovatie, wil komen tot duurzame vernieuwing. Het centrum richt zich daarbij op technische beroepen en opleidingen. Hiteq wil ondernemingen en onderwijsinstellingen met concepten, modellen en visies ondersteunen bij het richting geven aan hun strategische beleid en toepassen van innovatie. Daarvoor ontwikkelt het centrum toekomstscenario s; visies op een toekomst die mogelijk gaat ontstaan. Nanotechnologie onder de loep Drs. Marleen ten Horn Domein Technologie December 2007 Uitgave: februari Opdrachtgever Hiteq, centrum van innovatie Programmaleider Technologie Ir. Daan Maatman

2 Nanotechnologie onder de loep Drs. Marleen ten Horn Opdrachtgever Hiteq, centrum van innovatie Programmaleider Technologie Ir. Daan Maatman Domein: Technologie December 2007 Uitgave: februari

3 Hiteq Hiteq, centrum van innovatie, wil komen tot duurzame vernieuwing. Het centrum richt zich daarbij op technische beroepen en opleidingen. Hiteq wil ondernemingen en onderwijsinstellingen met concepten, modellen en visies ondersteunen bij het richting geven aan hun strategische beleid en toepassen van innovatie. Daarvoor ontwikkelt het centrum toekomstscenario s; visies op een toekomst die mogelijk gaat ontstaan. Hiteq doet dat door kennis te ontsluiten, te combineren en te verrijken en werkt daarbij samen met specialisten uit de wetenschap, het onderwijs en ondernemingen Ontwikkelingen in vernieuwingsgebieden zijn vaak niet in afgebakende domeinen te vangen. Er is samenhang en wederzijdse beïnvloeding. Om enige richting te bepalen, hanteert Hiteq vier domeinen: Maatschappij Onderneming en arbeid Onderwijs Technologie Hiteq zoekt nadrukkelijk de verbanden tussen de domeinen, omdat de ontwikkelingen als geheel van invloed zijn op leren en werken in technische beroepen. Deze Hiteq-publicatie valt binnen het domein Technologie. Hiteq is een initiatief van Kenteq Deze Hiteq-pubicatie is een bewerking van een onderzoeksverslag in het kader van de opleiding Management, Policy Analysis & Entrepreneurship van de Vrije Universiteit te Amsterdam.. Opdrachtgever: Hiteq, centrum van innovatie Programmaleider: ir. Daan Maatman

4 Inhoudsopgave Samenvatting 7 1 Inleiding Achtergrondinformatie en onderzoeksopzet Afbakening van het onderzoek 19 Sectie Actoren op het gebied van nanotechnologie Nederland Initiatieven Onderzoeksinstituten Overheid Bedrijfsleven Onderwijs Overige instellingen Europa Wereldwijd 32 3 Beleidsontwikkelingen in Nederland Kansen voor Nederland Investeren in onderzoek Risico s van nanotechnologie Nanotechnologie en ethiek 37 4 Nanotechnologie en de maatschappij Opkomst van het publiek debat rond nanotechnologie Plannen van de Nederlandse overheid Overige projecten 40 5 Toepassingen van nanotechnologie Toepassingen binnen het thema voedsel en gezondheid Toepassingen binnen het thema functionele nanodeeltjes 44 Sectie Nanotechnologie in Voedsel op maat en smaak op bestelling Functionele nanodeeltjes: talloze mogelijkheden 50

5 7 Realiteitswaarde van de toekomstbeelden Wat is een SWOT-analyse? Voedsel en gezondheid Sterktes Zwakheden Kansen Bedreigingen Functionele nanodeeltjes Sterktes Zwakheden Kansen Bedreigingen Samenhang van zwakheden en bedreigingen 60 8 Aandachtspunten voor beleid Duidelijkheid verkrijgen over nanotoxiciteit Acceptatie door het publiek De kennisparadox verminderen Realisatie van de toekomstbeelden 70 Sectie Impact op arbeidsmarkt en onderwijs Toekomstverwachtingen voor de arbeidsmarkt Benodigde kennis en vaardigheden van nanotechnologiewerknemers Impact van nanotechnologie op technische beroepen Activiteiten op het gebied van nanotechnologieonderwijs Internationale activiteiten Nanotechnologieonderwijs in Nederland Aandachtspunten voor het Nederlandse onderwijs Wetenschappelijk onderwijs Beroepsonderwijs Voortgezet onderwijs 88 Conclusie en aanbevelingen 91 Bronnen 95 Afkortingen 99 Noten 101 Colofon 104 Samenvatting Nanotechnologie onder de loep Drs. Marleen ten Horn Nanotechnologie wordt gezien als een veelbelovende technologie. Een eenduidige definitie van het begrip nanotechnologie ontbreekt momenteel. Het gaat bij nanotechnologie enerzijds om de grootteorde (de nanoschaal) waarop wordt gewerkt en anderzijds om het manipuleren van materie op atomair of moleculair niveau en de nieuwe eigenschappen die hierbij ontstaan. De technologie bevindt zich op een raakvlak van scheikunde en natuurkunde, maar ook in de biologie wordt gewerkt aan toepassingen van nanotechnologie. Voorbeelden van nanotechnologische toepassingen die momenteel op de markt zijn: slimme verpakkingen die voedsel beschermen; koolstofnanobuisjes die materialen sterker maken; nanodeeltjes die verwerkt worden in textiel om kleding beter te beschermen tegen vuil; zonnebrandproducten die dankzij de toevoeging van functionele nanodeeltjes transparant zijn. Een aantal specifieke karakteristieken van nanotechnologie maakt de technologie interessant voor de wetenschap en het bedrijfsleven. Zo kunnen door het werken op nanoschaal nieuwe stofeigenschappen ontstaan. Het blijkt dat individuele nanodeeltjes andere eigenschappen hebben dan deeltjes met grotere afmetingen (micrometers, millimeters). Nanotechnologie kenmerkt zich bovendien door een samengaan van verschillende vakgebieden. Dit interdisciplinaire karakter van nanotechnologie is bevorderlijk voor allerlei innovatieve processen. In Nederland zijn in korte tijd veel initiatieven ontstaan die zich richten op nanotechnologie. Er wordt veel geld in de technologie geïnvesteerd. Nu de eerste toepassingen van nanotechnologie op de markt verschijnen en het niet lang zal duren voordat er meerdere volgen, rijst de vraag welke impact nanotechnologie zou kunnen hebben op de Nederlandse samenleving. In dit onderzoek is daarom een toekomstverkenning rond nanotechnologie uitgevoerd. Er is onderzocht wat de verwachte ontwikkelingen rond nanotechnologie zijn en welke stappen er genomen kunnen worden om tot deze toekomst te komen. Hierbij is de backcasting-methode toegepast. Tevens is onderzocht wat de verwachte impact van nanotechnologie is op de technische beroepen en het onderwijs. In het onderzoek is gefocust op de thema s voedsel en gezondheid en functionele nanodeeltjes. Nanotechnologie onder de loep 7

6 Huidige situatie In Nederland zijn diverse actoren werkzaam op het gebied van nanotechnologie. Zo zijn er verschillende initiatieven die de krachten bundelen van universiteiten, onderzoeksinstellingen en bedrijven om te komen tot (efficiëntere) innovatie. Binnen de meeste Nederlandse universiteiten bevinden zich vooraanstaande onderzoeksinstituten, die zowel nationaal als internationaal gezien een aanzienlijke rol van betekenis spelen op het gebied van nanotechnologisch onderzoek. Het ministerie van Economische Zaken is het ministerie dat het programma rond nanotechnologie in Nederland trekt. Er zijn momenteel zo n 200 bedrijven in Nederland die zich richten op (toepassingen van) nanotechnologie. Onderwijs rond nanotechnologie vindt voornamelijk plaats op universitair niveau, maar ook in het hbo en het middelbaar onderwijs zijn activiteiten zichtbaar. Ten slotte is er een aantal instellingen dat zich bezighoudt met het publiceren van adviesrapporten met betrekking tot nanotechnologie. Binnen de Europese Unie wordt nanotechnologisch onderzoek gefinancierd via kaderprogramma s. Wereldwijde koplopers op het gebied van nanotechnologie zijn de Verenigde Staten en Japan. In november 2006 bracht de Nederlandse overheid de Kabinetsvisie Nanotechnologieën uit. Dit document geeft de visie van de Nederlandse overheid op nanotechnologie weer, met daarbij plannen voor acties die Nederland op dit gebied wil ondernemen. Uit de Kabinetsvisie komt naar voren dat Nederland ervoor heeft gekozen om zich te richten op een aantal specifieke toepassingsgebieden van nanotechnologie waarvan is gebleken dat het nationale sterktes zijn. Een interdepartementale projectgroep werkt momenteel aan het ontwikkelen van voorstellen betreffende de planning en organisatie van de in de Kabinetsvisie voorgestelde acties. Het kabinet wil mogelijke risico s van vrije, door de mens gefabriceerde nanodeeltjes in kaart brengen en werken aan een breed draagvlak voor nanotechnologie bij de bevolking. Daarnaast heeft het kabinet aandacht voor ethische vragen die door de technologie kunnen worden opgeroepen. Voor de acceptatie van een nieuwe technologie als nanotechnologie is het van belang dat de maatschappij hier in een vroeg stadium over wordt geïnformeerd. Sinds 2003 is het internationale debat over nanotechnologie op gang gebracht door organisaties als Greenpeace en de ETC Group. In Nederland organiseert het Rathenau Instituut verschillende activiteiten met betrekking tot nanotechnologie voor wetenschappers, de overheid, het bedrijfsleven en de samenleving. Uit onderzoek is echter gebleken dat het publiek nog weinig kennis heeft van nanotechnologie. Het kabinet wil dan ook op korte termijn een stakeholders-proces rond nanotechnologie op gang brengen: een publieke dialoog met belanghebbenden en een brede vertegenwoordiging van de bevolking. In projecten binnen de universiteit van Wageningen, de TU Delft en IVAM (Universiteit van Amsterdam) wordt onderzoek verricht naar publiekscommunicatie met betrekking tot nanotechnologie. Nanotechnologie in 2020 In 2020 wordt de kwaliteit van voedsel versneld gemonitord en gewaarborgd met geminiaturiseerde analysesystemen en met verpakkingen die zijn bewerkt met functionele nanodeeltjes. Tevens is er voedsel op maat, waaraan specifieke voedingsstoffen zijn toegevoegd naar de behoefte van de consument. Ook zijn er caloriearme producten op de markt met de smaak van de volle variant. Deze toepassingen kunnen worden gerealiseerd dankzij technieken als dubbele emulsies en encapsulatiesystemen op nanoschaal. Met behulp van deze encapsulatiesystemen kunnen voedingsstoffen bovendien op de juiste plaats in het lichaam worden gebracht. Met betrekking tot het thema functionele nanodeeltjes worden toepassingen verwacht op gebieden als materiaalkunde, zonnecellen en gezondheidszorg. Door de veranderde oppervlakte-volume-ratio van nanodeeltjes zijn in feite talloze nieuwe stofeigenschappen mogelijk, met uiteenlopende toepassingsmogelijkheden voor nieuwe materialen. Zonnecellen kunnen, door het gebruik van quantum dots en extreem dunne lagen, uit zonlicht vrijgemaakte elektronen efficiënter omzetten in energie. Hierdoor stijgt het rendement van de zonnecel. Met behulp van encapsulatietechnieken op nanoschaal krijgen medicijnen een effectievere werking, zonder dat er veel bijwerkingen optreden. Bovendien zijn er medicinale pleisters op de markt met in nanodeeltjes verpakte functionele stoffen die door de huid kunnen dringen. Ten slotte kunnen functionele nanodeeltjes in 2020 ingezet worden om tumoren op te sporen en lokaal te behandelen. Middels de uitvoering van een sterkte/zwakte-analyse (SWOT, zie paragraaf 7.1) zijn zwakheden en bedreigingen in kaart gebracht die de realisering van deze toekomstbeelden in de weg kunnen staan. Om in de toekomst succesvol beleid uit te kunnen voeren, kan een aantal stappen worden doorlopen. Zo is het van 8 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 9

7 belang dat duidelijkheid wordt verkregen over mogelijke risico s van door de mens gefabriceerde vrije nanodeeltjes. Het kan echter nog wel tien jaar duren voordat standaarden en gevalideerde testmethoden zijn ontwikkeld. Tot die tijd zullen onderzoekers en werknemers die met de deeltjes in aanraking komen, zich bewust moeten zijn van de risico s die hier mogelijk aan verbonden zijn. Onderzoek naar toxiciteit zal goed gecoördineerd moeten worden; ook is het nodig dat er op dit gebied internationale samenwerking plaatsvindt. Het publiek zal nanotechnologie eerst moeten accepteren, voordat het van toepassingen daarvan gebruik zal maken. Dit is voornamelijk van belang bij toepassingen waarbij door de mens gefabriceerde functionele nanodeeltjes het lichaam bereiken. Eerlijke, open communicatie en het verkrijgen van het vertrouwen van het publiek zijn belangrijke punten die meegenomen kunnen worden bij de opzet van communicatiestrategieën. Het is goed om te inventariseren welke instanties zich in Nederland bezighouden met publiekscommunicatie rond nanotechnologie. Vervolgens kunnen deze partijen bij elkaar worden gebracht in een projectgroep, die een plan van aanpak kan maken voor het informeren van het publiek over nanotechnologie. Er zal een instelling aangewezen moeten worden die de verantwoordelijkheid voor de uitvoering van het plan van aanpak op zich neemt. Wanneer het publiek over nanotechnologie geïnformeerd is, zou het actief betrokken kunnen worden bij de inrichting van beleid rond de technologie. In Nederland is er sprake van een kloof tussen wetenschap en bedrijfsleven (kennisparadox), waardoor mogelijkheden op het gebied van nanotechnologie en innovatie kunnen worden gemist. Om deze kennisparadox aan te pakken is het van belang om zowel ondernemers als onderzoekers voor te lichten over mogelijkheden en knelpunten met betrekking tot valorisatie van kennis op het gebied van nanotechnologie. De overheid en het Nederlands Nano Initiatief kunnen erop toezien dat valorisatiebeurzen beschikbaar komen voor onderzoekers die ontwikkelde kennis willen commercialiseren. Om innovatie te stimuleren zouden er meer gedeelde hightech- (lab)faciliteiten ingericht kunnen worden, waar verschillende partijen (bijvoorbeeld wetenschappers en ondernemers) gebruik van kunnen maken. Op deze manier worden de partijen op een eenvoudige manier gekoppeld en ontstaat er een inspirerende omgeving voor innovatie. Ten slotte is het gewenst om op korte termijn roadmaps en visiedocumenten voor de toekomst te publiceren, waarin de potenties van nanotechnologie en de kansen voor bedrijven zijn beschreven. Arbeidsmarkt en onderwijs Nanotechnologie-experts verwachten dat de markt rond de technologie voor het jaar 2015 oploopt tot zo n 1 triljoen dollar (een miljard x miljard dollar). Hierdoor ontstaat er een behoefte aan multidisciplinair opgeleide nanotechnici. Volgens schattingen zijn er in 2015 wereldwijd ongeveer twee miljoen nanotechnologiewerknemers nodig, waarvan miljoen in Europa. Hoewel nanotechnologie niet als een aparte discipline gezien kan worden, heeft de technologie implicaties voor de technische beroepen en het onderwijs. Technici zullen in de toekomst over steeds bredere vaardigheden moeten beschikken. Voorbeelden hiervan zijn het vermogen om te werken in multidisciplinaire teams en kennis van ondernemerschap. Nanotechnologie zal dan ook terug moeten komen in het onderwijs, op alle niveaus. Momenteel gebeurt dat, zowel in Nederland als daarbuiten, met name in het academisch onderwijs. Binnen vijf à tien jaar zullen ook lager opgeleide technici met nanotechnologie te maken krijgen. Een nieuw aspect in nanotechnologieonderwijs is de multidisciplinaire aanpak die de technologie vergt. Dat deze aanpak in opleidingen terug moet komen is duidelijk; tot nog toe is dit echter niet eenvoudig gebleken. Voordat er nieuwe opleidingen rond nanotechnologie ingericht worden, is het van belang dat er onderzoek wordt verricht naar de behoeften aan kennis en vaardigheden binnen de industrie. Tot die tijd zal nanotechnologie in het onderwijs terug moeten komen in vakken, stages en afstudeeropdrachten binnen bestaande disciplines. Het is belangrijk dat jongeren enthousiast worden gemaakt voor een loopbaan in de techniek in het algemeen. Voorbeelden die betrekking hebben op nanotechnologie kunnen hierbij een hulpmiddel zijn. Ten slotte zal, ook in dit kader, het algemeen publiek op de hoogte moeten worden gebracht over nanotechnologie. Conclusie en aanbevelingen Nanotechnologie staat momenteel nog in de kinderschoenen. Hoewel er al nanotechnologische toepassingen op de markt zijn, bevindt veel onderzoek zich nog in een fundamentele fase. De Nederlandse overheid is bezig met het vormgeven van beleid op dit gebied, waarbij Nederland zich richt op nationale sterktes en waarbij de opbouw van kennis rond nanotoxiciteit één van de 10 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 11

8 prioriteiten is. In het jaar 2020 zullen er meer toepassingen van nanotechnologie op de markt zijn dan nu. Er wordt verwacht dat het lang zal duren voordat medische toepassingen van nanotechnologie de markt bereiken. Nieuwe materialen, verbeterde zonnecellen en met functionele nanodeeltjes verrijkt voedsel zullen echter al voor 2020 op de markt kunnen zijn. Aandachtspunten voor succesvol beleid rond nanotechnologie zijn te vinden op onder andere de volgende gebieden: mogelijke risico s van door de mens gefabriceerde nanodeeltjes; acceptatie door de consument; onderwijs; het omgaan met de heersende kennisparadox. Naar aanleiding van deze studie wordt aanbevolen om in verschillende zaken te (blijven) investeren. Te denken valt niet alleen aan de financiering van (wetenschappelijk) onderzoek, maar ook aan investeringen op het gebied van publiekscommunicatie, onderwijs en bedrijfsleven. Nu er steeds meer activiteiten rond nanotechnologie plaatsvinden, wordt de overheid bovendien aanbevolen om de ontwikkelingen goed te coördineren en om samenwerkingsverbanden te stimuleren. Tevens wordt aanbevolen om internationale ontwikkelingen rond nanotechnologie te blijven monitoren, omdat is gebleken dat landen als de Verenigde Staten, het Verenigd Koninkrijk en Duitsland op een aantal gebieden verder zijn dan Nederland. Vanwege de complexiteit van nanotechnologie beslaat deze studie slechts een klein deel van de ontwikkelingen. Om deze reden wordt ten slotte aanbevolen om meer toekomstgericht onderzoek uit te voeren waarbij ook andere thema s van nanotechnologie aan bod komen. 12 Nanotechnologie onder de loep

9 1 Inleiding De ontwikkelingen op het gebied van nanotechnologie worden door sommigen gezien als een hype. Het woord nanotechnologie wordt dan ook steeds vaker gebruikt. Hoewel veel Nederlanders wel van nanotechnologie gehoord denken te hebben, weten maar weinigen wat dit begrip precies inhoudt. Dat de commerciële sector hier soms gebruik van maakt, is bijvoorbeeld te zien bij de marketingstrategie rond de ipod nano van Apple. Deze populaire mp3-speler van extra klein formaat blijkt een groot succes te zijn. Ondanks de weinig vernieuwende functies en de hoge prijs van het apparaatje vallen veel Nederlanders voor dit product. Het woord nano als toevoeging aan de bekende versie van de ipod klinkt mooi en doet het blijkbaar goed bij de consument, terwijl het eigenlijk niets met de afmetingen van de mp3-speler te maken heeft. Wat is nanotechnologie dan wel? 1.1 Achtergrondinformatie en onderzoeksopzet Van het begrip nanotechnologie ontbreekt een eenduidige definitie; er zijn zelfs meerdere definities in omloop. Zoals de term al doet vermoeden gaat het bij nanotechnologie om ontwikkelingen op de nanoschaal. Nano is afgeleid van het Griekse woord nanos, dat dwerg betekent. De nanoschaal heeft betrekking op afmetingen van 10-7 tot 10-9 meter; het is een schaal die niet met het blote oog te zien is. Ter vergelijking: een menselijke haar heeft een dikte van ongeveer nanometer (nm), een virus heeft een grootte van 100 nm en een DNA-molecuul is ongeveer 2 nm dik (Ellen et al., 2005). De meeste definities refereren behalve aan deze grootteorde ook aan nieuwe verschijnselen en materiële eigenschappen die zich op nanoschaal voordoen. Zo hanteert NanoNed, het nanotechnologienetwerk van Nederland, de volgende definitie: het kunnen werken op de schaal van atomen, moleculen of supramoleculaire, individueel adresseerbare structuren (van 1 nm tot 100 nm), om daarmee grotere complex-functionele structuren met een fundamenteel nieuwe moleculaire organisatie te kunnen maken 1. Het onderzoek dat nodig is om nanotechnologie te bedrijven wordt aangeduid als nanowetenschappelijk onderzoek. 14 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 15

10 - - In deze studie wordt een brede definitie van nanotechnologie gehanteerd. Het gaat daarbij enerzijds om de grootteorde de nanoschaal waarop wordt gewerkt en anderzijds om het manipuleren van materie op atomair of moleculair niveau en de nieuwe eigenschappen die hierbij ontstaan. Er worden twee methoden gebruikt om structuren op nanometerschaal te ontwikkelen. Bij de top-down-methode wordt uitgegaan van een hoeveelheid materiaal waar wordt afgehaald wat niet nodig is. Op deze manier is het mogelijk om steeds kleinere structuren te maken. De top-down-methode speelt vooral een rol bij de productie van computeronderdelen: Top-down-miniaturisering vindt plaats op basis van de wet van Moore. Deze wet houdt in dat het aantal schakelingen op computerchips ongeveer elke 18 tot 24 maanden verdubbelt. Om groei van het aantal schakelingen mogelijk te maken, worden door middel van verbetering van productietechnieken de afmetingen van alle elektronische structuren voortdurend verkleind. 2 De wet van Moore zal naar verwachting niet lang meer gelden. Momenteel is het al mogelijk om onderdelen te ontwerpen die uit enkele atomen bestaan. Het is echter niet mogelijk om computeronderdelen te maken die uit een gedeelte van een atoom bestaan. Naast de top-down-methode is er de bottom-up-methodologie. Hierbij wordt uitgegaan van grondstoffen die bij elkaar worden gevoegd en met elkaar tot interactie worden gebracht. Sinds kort is het mogelijk om met behulp van speciale microscopen moleculen te manipuleren, zodat de structuren volgens een vooraf opgesteld plan worden opgebouwd. Deze manier van ontwikkelen heeft grote gevolgen voor de eigenschappen van objecten en materialen (KNAW, 2004). Nanotechnologie wordt in verschillende onderzoeksvelden toegepast. De technologie bevindt zich op een raakvlak van scheikunde en natuurkunde, maar ook in de biologie wordt er gewerkt aan toepassingen met nanodeeltjes. Doordat nanotechnologie door verschillende wetenschappelijke disciplines wordt gebruikt kan deze dienen voor uiteenlopende doeleinden. Enkele voorbeelden van nanotechnologische toepassingen: nanodeeltjes in textiel om kleding beter te beschermen tegen vuil; waterzuivering door nanomembranen; nanotechnologie voor het kleiner en sneller maken van computers. Er wordt verwacht dat er door de jaren heen steeds meer toepassingen van nanotechnologie op de markt zullen komen. Een aantal specifieke karakteristieken van nanotechnologie maakt de technologie interessant voor wetenschap en bedrijfsleven. Zo kunnen door het werken op nanoschaal nieuwe stofeigenschappen ontstaan. Het blijkt dat individuele nanodeeltjes andere eigenschappen hebben dan deeltjes met grotere afmetingen (micrometers, millimeters). Dit is te verklaren door het feit dat chemische eigenschappen afhankelijk zijn van de verhouding van oppervlakte en volume van deeltjes. Op nanoschaal spelen oppervlakte-eigenschappen de hoofdrol, terwijl bij grotere deeltjes inhoudseigenschappen de grootste rol hebben. Dankzij het ontstaan van andere stofeigenschappen kunnen toepassingen worden gerealiseerd die voorheen niet mogelijk waren. Nanotechnologie kenmerkt zich door een samengaan van verschillende vakgebieden. Dit interdisciplinaire karakter is bevorderlijk voor allerlei innovatieve processen. Door ontwikkelingen op het gebied van nanotechnologie zullen de grenzen tussen wetenschappelijke disciplines steeds meer vervagen. Hierdoor kan kennis uit de vakgebieden gemakkelijker worden gedeeld, wat ervoor zorgt dat er sneller nieuwe toepassingen ontstaan. Onderzoeksdisciplines zullen door nanotechnologie dus meer met elkaar te maken krijgen dan eerder het geval was. Het dichter bij elkaar komen van wetenschappelijke en technologische disciplines wordt convergentie van technologieën genoemd. Convergentie van technologieën houdt in dat vooruitgang in een bepaald veld in toenemende mate gerelateerd is aan ontwikkelingen in andere velden of sectoren (ETAG, 2006). Een voorbeeld dat dit illustreert is het Human Genome Project, dat een aantal jaren geleden is uitgevoerd. Dankzij technologische ontwikkelingen waren wetenschappers in staat om de genen van de mens in kaart brengen. Dit had weer grote gevolgen voor ontwikkelingen in bijvoorbeeld de biologie. Het versterkende effect dat optreedt wanneer technologieën dichter bij elkaar komen biedt veelbelovende toekomstperspectieven. Convergentie van technologieën wordt dan ook gezien als de drijvende kracht achter een nieuwe technologische golf. Verwacht wordt dat nanotechnologie, dankzij een brede inzetbaarheid in verschillende disciplines, hier een grote bijdrage aan zal leveren. Nanotechnologie wordt gezien als een veelbelovende technologie. Ook in Nederland is men zich hiervan bewust, hetgeen te merken is aan de vele initiatieven die zich rond nanotechnologie ontplooien. Instellingen als TNO, het Rathenau Instituut, de KNAW (Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen) en de Gezondheidsraad hebben onlangs rapporten gepubliceerd waarin de situatie met betrekking tot nanotechnologie in kaart is gebracht. 16 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 17

11 De instellingen hebben onder andere gekeken naar rollen en kansen voor Nederland (NWO, 2005), de betekenis van nanotechnologie voor de gezondheid (Gezondheidsraad, 2006), het publieksdebat rond nanotechnologie (Enzing, Van Kasteren, 2006) en de kansen voor het milieu (Ellen et al., 2005). In november 2006 heeft de overheid een Kabinetsvisie Nanotechnologieën uitgebracht. Hierin wordt de Nederlandse koploperpositie op dit gebied onderstreept, evenals het belang van het meegaan in de ontwikkelingen rond deze technologie (Kabinetsvisie, 2006). Verder werken, vooral op de Nederlandse technische universiteiten, verschillende onderzoeksgroepen aan fundamentele studies naar de technologie en de daarbij behorende toepassingen. Bovendien zijn er in Nederland hoogwaardige onderzoeksfaciliteiten en ontstaan er spin-off-bedrijfjes die zich richten op een specifieke toepassing van nanotechnologie. Ten slotte zijn er de innovatieclusters als Point-One en NanoNed, opgericht om de samenwerking tussen kennisinstellingen en bedrijven op het gebied van nanotechnologie te bevorderen. Mede dankzij forse overheidsinvesteringen neemt Nederland wereldwijd gezien wat betreft nanotechnologie een vooraanstaande positie in. Er kan dus gezegd worden dat er in Nederland heel veel gebeurt op het gebied van nanotechnologie. Er zijn vele partijen die iets doen met de technologie en haar toepassingen. Bovendien wordt er veel geld in geïnvesteerd, omdat het erop lijkt dat nanotechnologie Nederland een veelbelovend toekomstperspectief biedt. Vanuit de overheid lijkt er een focus te zijn op wetenschappelijk onderzoek en kennisproductie rond nanotechnologie, op risico-onderzoek en op het opbouwen van draagvlak voor nanotechnologie bij de Nederlandse bevolking. Het is echter nog niet duidelijk waar het naartoe gaat met de nanotechnologie in Nederland. Op welke toepassingen van nanotechnologie gaat Nederland zich richten? Wat kunnen we verwachten voor de toekomst? Hoe zien de toekomstbeelden met betrekking tot nanotechnologie in Nederland eruit en wat is nodig om deze toekomst te bereiken? Om deze vraag te kunnen beantwoorden zijn de volgende onderzoeksvragen opgesteld: Hoe ziet de huidige situatie met betrekking tot nanotechnologie in Nederland eruit? Wie zijn de belangrijkste actoren die hier in Nederland bij betrokken zijn? In hoeverre is het al duidelijk welke weg Nederland in wil slaan op het gebied van nanotechnologie? Hoe ziet de toekomst met betrekking tot nanotechnologie in Nederland eruit? Wat zijn de knelpunten die de ontwikkelingen op het gebied van nanotechnologie in negatieve zin kunnen beïnvloeden? Is er een maatschappelijke introductie nodig voor nanotechnologie? Zo ja: op welke manier zou dit kunnen worden vormgegeven? Wat is de te verwachten impact van nanotechnologische toepassingen op de technische beroepen? Wat zou er veranderd kunnen worden aan het Nederlandse onderwijs om zo goed mogelijk in te kunnen spelen op ontwikkelingen rond nanotechnologie? Om een toekomstbeeld rond nanotechnologie te ontwikkelen is in dit onderzoek backcasting toegepast. Het verzamelen van gegevens voor deze studie heeft plaatsgevonden aan de hand van literatuuronderzoek, semigestructureerde interviews met actoren uit het veld en congresbezoeken. Met de toekomst wordt in dit onderzoek de periode tot het jaar 2020 bedoeld. Er is voor dit tijdsbestek gekozen omdat verwacht wordt dat er rond 2020 vele toepassingen van nanotechnologie in de Nederlandse maatschappij geïntegreerd zijn. (Zie voor een meer gedetailleerde beschrijving van de methode: Ten Horn, 2007.) Nu de eerste toepassingen van nanotechnologie op de markt zijn verschenen en het niet lang zal duren voordat er meerdere volgen, rijst de vraag welke impact nanotechnologie zou kunnen hebben op de Nederlandse samenleving. Momenteel zijn hier nog weinig kritische vragen over gesteld door bijvoorbeeld overheid, universiteiten en kennisinstellingen. In deze toekomstverkenning is daarom onderzocht wat de verwachte ontwikkelingen rond nanotechnologie zijn en welke stappen er genomen kunnen worden om tot deze toekomst te komen. De volgende hoofdvraag is geformuleerd: 1.2 Afbakening van het onderzoek Nanotechnologie is een veelomvattend en complex onderwerp. Het is niet haalbaar om onderzoek te verrichten naar alle aspecten van de technologie. Om deze verkenning af te bakenen is er daarom voor gekozen om te focussen op twee toepassingsgebieden van nanotechnologie. Deze thema s zijn: functionele nanodeeltjes en voedsel en gezondheid. Deze toepassingsgebieden worden 18 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 19

12 genoemd in de Kabinetsvisie Nanotechnologieën en worden gezien als nationale sterktes. De overige thema s uit de Kabinetsvisie ( nanomedicine, beyond Moore en waterzuivering en energievoorziening ) blijven in deze studie buiten beschouwing. Het op korte termijn op de markt verschijnen van toepassingen en het gegeven dat er in Nederland al veel aandacht is voor deze laatstgenoemde velden zijn redenen om deze thema s niet in de verkenning mee te nemen. De totstandkoming en de inhoud van de thema s functionele nanodeeltjes en voedsel en gezondheid worden hieronder beschreven. In 2005 hebben de Stichting FOM (Fundamenteel Onderzoek der Materie) en Technologiestichting STW een studiegroep ingesteld om de sterktes en kansen van Nederland op het gebied van nanotechnologie en -wetenschappen te benoemen. Het hieruit voortkomende rapport diende als input voor de strategische discussie binnen de NWO (Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek) (NWO, 2005). De studiegroep formuleerde drie thema s waarop Nederland zou kunnen uitblinken: nanomedicine, beyond Moore en functional nanoparticles and nano-patterned surfaces. De thema s zijn het resultaat van een inventarisatie onder ongeveer zestig wetenschappers. De sterkte van de Nederlandse onderzoeksgroepen in combinatie met sociale en economische impact van de thema s maakt Nederland, volgens de studiegroep, in potentie een wereldleider. In deze verkenning over nanotechnologie wordt het toekomstbeeld rond het thema, functionele nanodeeltjes onderzocht. Binnen dit thema gaat het om het combineren van bestaande Nederlandse expertise op het gebied van de fabricage van functionele nanodeeltjes en nano-oppervlakken enerzijds met expertise op het gebied van de fysisch-chemische en medische eigenschappen daarvan anderzijds. Recente ontwikkelingen in het maken en karakteriseren van nanoschaalobjecten zorgen ervoor dat het mogelijk wordt om allerlei nieuwe materialen met speciale functionele eigenschappen te ontwerpen. Er bestaat nog geen eenduidige definitie van het begrip nanodeeltje. De Stichting FOM beschrijft in de Focusnotitie Nanofysica/-technologie uit 2006 wat een functioneel nanodeeltje volgens haar is (FOM, 2006); de bovengenoemde studiegroep van de Stichting FOM en Technologiestichting STW houdt een soortgelijke definitie aan: Een functioneel nanodeeltje is een object met afmetingen van nm met een specifieke mechanische, optische, chemische, magnetische of biologische functionaliteit. De nadruk ligt op de relatie tussen functie en afmeting: door de kleine afmetingen en het relatief grote oppervlak vertonen nanodeeltjes unieke eigenschappen zoals grotere sterkte en hardheid, grootteafhankelijke optische eigenschappen en hogere elektrische en lagere thermische weerstand dan bulkmaterialen. Nanodeeltjes vinden al volop toepassingen in composieten, katalyse, kleurstof-markers, vliegtuigindustrie en cosmetica. Het gaat bij functionele nanodeeltjes dus enerzijds om de grootte van het deeltje (op de nanometerschaal) en anderzijds om de specifieke eigenschappen. Het thema voedsel en gezondheid is door NanoNed naar voren gebracht en op deze manier in de Kabinetsvisie terecht gekomen. Nederland neemt een hoge positie in op het gebied van voeding. Voeding is dan ook een belangrijke sector voor ons land. Onderzoekskernen op dit gebied bevinden zich vooral in Wageningen. Het gebruik van nanotechnologie voor de voedingssector is innovatief en verenigt deze twee sterke Nederlandse sectoren. In 2006 brachten Prisma & Partners en MinacNed de Roadmap Food and Nutrition uit (Prisma & Partners, MinacNed, 2006). Hierin worden vier belangrijke thema s voor de Nederlandse voedingsmiddelenindustrie aangegeven waarin nanotechnologie een rol zou kunnen spelen. De toepassing van nanotechnologie levert volgens het rapport een duidelijke meerwaarde op in termen van voor consumenten relevante producteigenschappen, productieprocessen, functionaliteit van verpakking en veiligheid. Nanotechnologie zou een bijdrage kunnen leveren aan het vervullen van heersende maatschappelijke behoeften op het gebied van voeding. 20 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 21

13 Sectie 1 De huidige situatie Het eerste hoofdstuk binnen deze sectie (hoofdstuk 2) bevat een overzicht van de actoren op het gebied van nanotechnologie. Hier worden vooral Nederlandse actoren behandeld, maar ook Europa en de rest van de wereld komen kort aan bod. Hoofdstuk 3 geeft een overzicht van beleidsontwikkelingen rond nanotechnologie in Nederland aan de hand van thema s uit de Kabinetsvisie Nanotechnologieën. Hoofdstuk 4 gaat vervolgens in op het onderwerp nanotechnologie en de maatschappij. Hier worden activiteiten en enkele projecten op dit gebied toegelicht. Hoofdstuk 5 is het laatste hoofdstuk van sectie 1. Hier worden toepassingen van nanotechnologie beschreven die momenteel al op de markt zijn. Nanotechnologie onder de loep 23

14 2 Actoren op het gebied van nanotechnologie Zowel in Nederland als daarbuiten zijn er veel instellingen en initiatieven die zich bezighouden met nanotechnologie. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste actoren op het gebied van nanotechnologie beschreven. Hierbij zal de nadruk liggen op actoren in Nederland. Tevens zullen enkele initiatieven elders in Europa aan bod komen, evenals enkele wereldwijde koplopers op het gebied van nanotechnologie. Aan het einde van dit hoofdstuk worden de belangrijkste Nederlandse actoren schematisch weergegeven in een actorenkaart. 2.1 Nederland In Nederland zijn er steeds meer actoren die zich richten op nanotechnologie. In korte tijd zijn er nieuwe initiatieven, bedrijven, onderzoeksinstituten en opleidingen ontstaan. Deze worden in de volgende subparagrafen nader toegelicht Initiatieven In Nederland zijn meerdere initiatieven op het gebied van nanotechnologie ontstaan. De initiatieven bundelen de krachten van universiteiten, onderzoeksinstellingen en bedrijven om zo tot (efficiëntere) innovatie te komen. NanoNed 3 is het bekendste nationale nanotechnologie-initiatief. Het is een gemeenschappelijk initiatief van acht vooraanstaande kennisinstituten en Philips, met een financiële omvang van 235 miljoen euro, waarvan de overheid de helft financiert. Binnen NanoNed wordt wetenschappelijk, economisch en sociaal relevant onderzoek uitgevoerd dat georganiseerd is in elf vlaggenschipprogramma s. Elk programma staat onder leiding van een ervaren wetenschapper. In de komende jaren voert NanoNed zo n 200 onderzoeken uit. Een groot deel van het budget van NanoNed is gereserveerd voor NanoLab 4. Dit consortium biedt hoogwaardige onderzoeksfaciliteiten voor nanotechnologie. Behalve leden van NanoNed kan iedere wetenschapper die nanotechnologisch onderzoek doet gebruikmaken van de faciliteiten van NanoLab. Het Nederlands Nano Initiatief (NNI) wordt in 2008 de opvolger van NanoNed. Nanotechnologie onder de loep 25

15 MinacNed 5 is opgezet door een aantal partijen dat in Nederland actief is op het gebied van micro- en nanotechnologie 6. De missie van MinacNed is: het versterken van economische activiteit in Nederland gebaseerd op micro- en nanotechnologie. Doelstellingen van MinacNed zijn onder andere: het versterken van het micro- en nanotechnologienetwerk in Nederland; het stimuleren van activiteiten op deze gebieden; het afstemmen van vraag en aanbod van kennis en technologie; het verhogen van de bekendheid van micro- en nanotechnologie in Nederland en daarbuiten; het fungeren als centraal aanspreekpunt voor microen nanotechnologie in Nederland. Zowel bedrijven als onderzoeksinstituten en kennisinstellingen behoren tot de doelgroep van de organisatie. MinacNed organiseert activiteiten ter verspreiding van kennis die is opgebouwd in de NanoNed-onderzoeksprogramma s. Hier valt te denken aan ledenbijeenkomsten ten behoeve van het uitwisselen van informatie en een jaarlijks symposium. In Eindhoven bevindt zich het Holst Centre 7. Dit is een onafhankelijk research- & development-instituut dat de krachten bundelt van bedrijven, onderzoeksinstellingen en universiteiten. Het richt zich hierbij voornamelijk op nanoelektronica en draadloze sensoren. Het Holst Centre is in 2005 opgericht door TNO en het Belgische IMEC, met steun van het ministerie van Economische Zaken en de Vlaamse overheid. Het instituut ontwikkelt technologieën en technologieplatforms met behulp waarvan de industrie nieuwe producten sneller en efficiënter op de markt kan brengen. Deze technologieën zorgen voor innovaties in toepassingsgebieden als medische apparatuur, voedselkwaliteit, sport en zonnecellen. In 2006 werd het vijfjarige innovatieprogramma Point-One geïntroduceerd. De ambitie van Point-One is het leiderschap van Nederland op het terrein van nanotechnologie. Om dit te realiseren werken bedrijven, kennisinstellingen en het ministerie van Economische Zaken nauw met elkaar samen. De partijen die verbonden zijn aan Point-One willen stevig investeren in nieuwe producten en technieken die economisch potentieel hebben. Inmiddels zijn ruim dertig kennisinstellingen en bedrijven aangesloten bij dit initiatief, waaronder Philips, de technische universiteiten, TNO en het Holst Centre. Nano4Vitality 8 is een programma dat gericht is op een snelle implementatie van innovatieve nanotechnologische concepten, met als doel de concurrentiepositie van de Nederlandse industrie te verbeteren. Dit nieuwe programma van bedrijven en de universiteiten van Twente, Wageningen en Nijmegen richt zich op de domeinen voeding en gezondheid. Binnen het Nano4Vitality-programma worden onderzoekers, eindgebruikers en alle partijen die betrokken zijn bij het tussenliggende innovatieproces bij elkaar gebracht. Deze vorm van samenwerking zorgt ervoor dat wetenschap op een efficiëntere manier wordt getransformeerd tot een innovatie dan voorheen het geval was. De Nano4Vitality-aanpak heeft voordelen voor zowel de industrie als de maatschappij, omdat de economische positie van Nederland hiermee versterkt kan worden. Nano4Vitality heeft dan ook een focus op de ontwikkeling van nieuwe producten. Bovendien draagt het programma, in de vorm van projecten, bij aan de ontwikkeling van nieuwe middelkleine bedrijven die zich richten op nieuwe toepassingen van nanotechnologie in de domeinen voeding en gezondheid. Onlangs heeft het ministerie van Economische Zaken drie miljoen euro bijgedragen aan Nano4Vitality. Ook de provincies Gelderland en Overijssel dragen gezamenlijk drie miljoen euro bij (Ministerie van Economische Zaken, 2007) Onderzoeksinstituten In het kader van de kennisproductie werken binnen de meeste Nederlandse universiteiten vakgroepen aan (fundamenteel) onderzoek waarbij in meer of mindere mate gebruik wordt gemaakt van nanotechnologie. Vooral binnen de drie technische universiteiten bevinden zich vooraanstaande onderzoeksinstituten, die zowel nationaal als internationaal gezien een aanzienlijke rol van betekenis spelen in ontwikkelingen op het gebied van nanotechnologie. Zo zijn er binnen de TU Delft twee instellingen DIMES 9 en het Kavli Instituut (ook met vestigingen in de Verenigde Staten en China) 10 die zich richten op respectievelijk nano-elektronica en nanowetenschappen in bredere zin. Het Twentse MESA+ 11 is een vooraanstaande kennisinstelling die tot de grootste nanotechnologische onderzoeksinstellingen van de wereld behoort. Behalve met onderzoek houdt dit instituut zich bezig met het slaan van bruggen naar industriële toepassingen van nanotechnologie. In Eindhoven bevindt zich het Center for NanoMaterials 12. Dit onderzoeksinstituut houdt zich bezig met fundamenteel en technologisch onderzoek naar materialen en mechanismen op de nanometerschaal. De drie technische universiteiten in Nederland werken gezamenlijk aan het vergroten van de Nederlandse kenniseconomie in de 3TU.Federatie 13. Binnen dit initiatief wordt door vakgroepen van de drie technische universiteiten onderzoek verricht naar bionanotechnologie (een combinatie van biologie en nanotechnologie). 26 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 27

16 Ander onderzoek op het gebied van bionanotechnologie vindt voornamelijk plaats binnen de universiteiten van Wageningen, Groningen en Nijmegen. Het Groningse instituut BioMade 14 heeft als missie: het ontwikkelen van nieuwe technologieën met betrekking tot moleculaire nanotechnologie. Het gaat hierbij vooral om farmaceutisch/medisch- georiënteerd onderzoek. Bij het Wageningen Bionanotechnology Centre 15 wordt onderzoek gedaan naar het gebruik van nanotechnologie op het gebied van voeding en gezondheid. Binnen de Radboud Universiteit Nijmegen bevindt zich het Institute for Molecules and Materials 16. Hier wordt onder andere onderzoek verricht naar de sturing van zelforganisatie van moleculaire nanostructuren. Naast de universitaire onderzoeksgroepen is er een aantal andere instellingen waar nanotechnologisch onderzoek plaatsvindt. De Stichting FOM heeft instituten waarbinnen het onderzoek zich met name richt op nanofysica 17. Binnen TNO 18 wordt vooral onderzoek gedaan op het gebied van voeding, nano-instrumentatie en nanomaterialen voor industriële toepassingen. En ECN (Energieonderzoek Centrum Nederland) 19 verricht onderzoek op het gebied van nanomaterialen, onder andere voor toepassingen in zonnecellen (Ellen et al., 2005). De NWO 20 financiert wetenschappelijk onderzoek in Nederland. Een andere taak van de NWO is het inhoudelijk coördineren van onderzoeksprogramma s. De NWO heeft negen gebiedsdoorsnijdende thema s die kansen bieden voor de Nederlandse wetenschap. Nanowetenschappen is een van de speerpunten voor het Nederlands wetenschappelijk onderzoek. Binnen het NWO-thema nanowetenschappen vallen elf programma s en subsidies, die zowel op nationaal als op internationaal (Europees) niveau georganiseerd zijn. gebied van nanotechnologie, zoals NanoNed. Tevens slaat SenterNovem een brug tussen rijksoverheid en bedrijven. Het Innovatieplatform 23 is in 2003 door het kabinet-balkenende II opgericht om de innovatiekracht van Nederland te versterken. Vanuit onderwijs, onderzoek en bedrijfsleven kan een betere bijdrage worden geleverd aan de Nederlandse kenniseconomie. Het Innovatieplatform voert projecten uit en versnelt beleidsontwikkelingen op het gebied van innovatie. Dit doet men aan de hand van terreinen ( sleutelgebieden ) waarop Nederland sterk en veelbelovend is. Voorbeelden hiervan zijn: water, flowers & food, ICT en chemie. Binnen de meeste sleutelgebieden speelt nanotechnologie een rol. Naar aanleiding van de Kabinetsvisie Nanotechnologieën is een interdepartementale projectgroep Nanotechnologie ingesteld. Deze projectgroep, waarvan de leden afkomstig zijn van negen departementen, houdt zich bezig met het opstellen van actieplannen om de doelen te realiseren die in de Kabinetsvisie zijn geformuleerd Bedrijfsleven Volgens de Kabinetsvisie Nanotechnologieën (Kabinetsvisie, 2006) zijn er in Nederland ongeveer 200 bedrijven die zich richten op (toepassingen van) nanotechnologie. Grote namen op de lijst zijn bijvoorbeeld AKZO-Nobel, Philips, DSM, Siemens en ASML. Bovendien wordt door het kabinet een groeiend aantal starters waargenomen in het midden- en kleinbedrijf (mkb) dat actief wordt op het gebied van nanotechnologie. Voorbeelden hiervan zijn bedrijven als Aquamarijn, fluxxion (microfiltratie) en ENCAPSON (nanocapsules) Overheid Het ministerie van Economische Zaken 21 is het ministerie dat het programma rond nanotechnologie in Nederland trekt. Ontwikkelingen op het gebied van nanotechnologie dragen bij aan innovatieve producten en hebben zo een versterkend effect op een duurzame groei van de Nederlandse economie. SenterNovem 22 is een agentschap van dit ministerie dat overheidsbeleid uitvoert op het gebied van innovatie, energie, milieu, klimaat en leefomgeving. In opdracht van de overheid ondersteunt SenterNovem initiatieven die duurzaamheid stimuleren. Deze ondersteuning vindt plaats in de vorm van advisering, het vormen van netwerken, het verstrekken van informatie en het verlenen van subsidies. SenterNovem subsidieert diverse projecten en programma s op het Er ontstaan steeds meer initiatieven die het innovatieproces rond toepassingen van nanotechnologie proberen te versnellen. Dit wordt bijvoorbeeld gedaan door netwerken aan te leggen tussen onder andere (startende) bedrijven en onderzoekers. Het eerder genoemde programma Nano4Vitality en het Holst Centre zijn hier voorbeelden van. Ook het Limburgse NanoHouse 24 heeft de ambitie om samen met geïnteresseerde innovatieve ondernemingen in de regio nieuwe productontwikkeling te stimuleren door toepassing van nanotechnologie. Men richt zich hierbij voornamelijk op nanomaterialen en functionele nanodeeltjes. NanoHouse is een initiatief van onder andere DSM Research, de provincie Limburg en de Hogeschool Zuyd. 28 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 29

17 2.1.5 Onderwijs In Nederland verzorgen enkele instellingen onderwijs met betrekking tot nanotechnologie. Momenteel bieden drie Nederlandse universiteiten een masteropleiding Nanotechnologie of Nanowetenschappen aan: de TU Delft (in samenwerking met de Universiteit Leiden), de TU Twente en de Rijksuniversiteit Groningen. De Hogeschool Zuyd, in Limburg, is de eerste hogeschool in Nederland die een hbo-opleiding aan nanotechnologie wijdt. Ook is in Limburg een onderwijsmodule nanotechnologie ontwikkeld voor middelbareschoolleerlingen. In hoofdstuk 9 van deze publicatie wordt het nanotechnologieonderwijs uitgebreider beschreven Overige instellingen In Nederland houdt een aantal instellingen zich bezig met het publiceren van adviesrapporten op het gebied van nanotechnologie. Zo hebben de Gezondheidsraad en de KNAW onderzoek verricht naar respectievelijk de betekenis van nanotechnologie voor de gezondheidszorg (Gezondheidsraad, 2006) en de actuele en toekomstige maatschappelijke en ethische gevolgen van nanotechnologie (KNAW, 2004). Ook het Rathenau Instituut 25 publiceert regelmatig over nanotechnologie. Dit instituut is een onafhankelijke organisatie die tot taak heeft maatschappelijke en politieke oordeelsvorming te ondersteunen over vraagstukken die te maken hebben met wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen (zie ook paragraaf 4.1). Onlangs bracht het Rathenau Instituut een rapport uit over nanovoedselveiligheid (Rathenau Instituut, 2007b). De actorenkaart geeft een schematisch overzicht van de belangrijkste actoren op het gebied van nanotechnologie die in deze paragraaf zijn beschreven (zie figuur 1). 2.2 Europa Binnen de Europese Unie (EU) wordt nanotechnologie gezien als een veelbelovende technologie. De EU financiert nanotechnologisch onderzoek via het zesde en het zevende kaderprogramma. Kaderprogramma s zijn de belangrijkste EU-instrumenten voor de financiering van onderzoek in Europa. Tevens ontwikkelt de EU de benodigde infrastructuur en bevordert zij de interdisciplinaire vorming en opleiding van personeel dat betrokken is bij onderzoek en ontwikkeling rond nanotechnologie. Bovendien besteedt de EU aandacht aan risico-onderzoek naar nanotechnologie. Ten slotte wordt de dialoog met de burger gestimuleerd (Commissie van de Europese Gemeenschappen, 2005). In landen als Duitsland, Frankrijk, het Verenigd Koninkrijk en Zwitserland wordt gecoördineerd nanotechnologiebeleid gevoerd met breed opgezette (onderzoeks-) programma s. Het verwerven van kennis als motor van de economie is voor deze landen een belangrijke reden om te investeren in een innovatieve technologie als nanotechnologie (Zachariasse, Gielgens, 2007). BELANGRIJKSTE ACTOREN OP HET GEBIED VAN NANOTECHNOLOGIE, PER SECTOR Onderzoeksinstellingen TU Delft: DIMES, Kavli Instituut TU Twente: MESA+ TU Eindhoven: Centre for NanoMaterials Rijksuniversiteit Groningen: BioMade Universiteit Wageningen: BioNT Radboud Universiteit Nijmegen: Institute for Molecules and Materials Stichting FOM TNO ECN NWO Initiatieven Bedrijfsleven NanoNed / NanoLab Grote bedrijven MKB Nederlands Nano Initiatief NANOTECHNOLOGIE MinacNed Akzo Nobel Aquamarijn Holst Centre Philips Fluxxion Point-One DSM Encapson Nano4Vitality Siemens Etc. ASML Etc. Overheid Onderwijs Ministerie van Economische Zaken TU Delft / Universiteit Leiden: MSc Nanoscience Interdepartementale Projectgroep Nanotechnologie TU Twente : MSc Nanotechnology SenterNovem RUG : MSc Nanoscience Innovatieplatform Hogeschool Zuyd : BSc Nanotechnologie Bernardinuscollege Heerlen: Module Nanotechnologie Overig Rathenau Instituut Gezondheidsraad KNAW Hiteq Figuur 1: Actorenkaart nanotechnologie in Nederland 30 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 31

18 2.3 Wereldwijd 3 Beleidsontwikkelingen in Nederland Wereldwijde koplopers op het gebied van investeringen in nanotechnologie zijn de Verenigde Staten en Japan (zie Figuur 2). Volwassen worden Overheidsuitgaven nanotechnologie ($ bn) 5 Anderen In november 2006 bracht de Nederlandse overheid voor het eerst een Kabinetsvisie rond nanotechnologie uit. Dit document geeft de visie van de Nederlandse overheid weer, met daarbij plannen voor acties die Nederland op het gebied van nanotechnologie wil ondernemen. De belangrijkste punten uit de Kabinetsvisie, die het Nederlandse beleid rond nanotechnologie weergeven, worden in dit hoofdstuk beschreven. Verenigde Staten * Japan West Europa Schatting Bron: Lux Research Figuur 2: De overheidsuitgaven op het gebied van nanotechnologie zijn de laatste jaren enorm gestegen. Bron: The Economist. De Verenigde Staten beschikken al sinds 2001 over een Nationaal Nano Initiatief 26. Binnen dit initiatief wordt zowel aandacht besteed aan fundamenteel onderzoek als aan toepassingen van nanotechnologie en de maatschappelijke impact ervan. Sterktes van de Verenigde Staten liggen vooral op het gebied van hightech-onderzoek. In Azië daarentegen behoort materialenonderzoek tot de krachten. Niet alleen in Japan maar ook in China worden steeds meer middelen geïnvesteerd in onderzoek en ontwikkeling van nanotechnologie. China is zelfs een van de wereldleiders op het gebied van nieuw geregistreerde nanotechnologische bedrijven, aan nanotechnologie gerelateerde patenten en publicaties * 3.1 Kansen voor Nederland In de Kabinetsvisie Nanotechnologieën (Kabinetsvisie, 2006) onderstreept de overheid de koploperpositie die Nederland inneemt en het belang van het meegaan in de ontwikkelingen rond nanotechnologie. Volgens het kabinet heeft nanotechnologie grote economische potentie: naar verwachting zal de verkoop van nanotechnologie bevattende producten groeien en zal deze technologie op lange termijn een aanzienlijke bijdrage leveren aan de groei van de arbeidsproductiviteit; bovendien is nanotechnologie een belangrijke pijler voor de Nederlandse kenniseconomie. Een kenniseconomie houdt in dat een significant deel van de economische groei voortkomt uit (technische) kennis; het is een economie waarin de productiefactor kennis een steeds belangrijker plaats inneemt ten opzichte van arbeid, natuur en kapitaal (de drie traditionele productiefactoren). Door het toepassen van kennis is innovatie mogelijk, die op haar beurt weer leidt tot nieuwe producten of diensten en daarmee economische groei mogelijk maakt. Nanotechnologie is een innovatieve technologie met mogelijkheden op vele toepassingsgebieden. Maatschappelijke kansen liggen volgens de Kabinetsvisie op uiteenlopende terreinen als gezondheidszorg, voeding en landbouw, energie, water, milieu, recht, veiligheid en defensie. Uit de Kabinetsvisie blijkt dat Nederland op de hoogte is van nationale sterktes die de economische concurrentiekracht kunnen versterken. Voorbeelden hiervan zijn te vinden op het gebied van precisiefabricage, microscopie, nanomaterialen, elektronica en bionanotechnologie. Dankzij forse overheidsinvesteringen beschikt Nederland bovendien over een hoogwaardige infrastructuur voor onderzoek. 32 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 33

19 3.2 Investeren in onderzoek Om kansen op het gebied van nanotechnologie te kunnen benutten acht het kabinet het belangrijk om te blijven investeren in onderzoek. Hiertoe is een onderzoeksagenda opgesteld met de volgende hoofdlijnen, die zijn aangedragen door NWO, het Rathenau Instituut en NanoNed: Nanomedicine ; Beyond Moore (nano-elektronica); Functionele nanodeeltjes; Waterzuivering en energievoorziening; Voedsel en gezondheid. De eerste drie thema s zijn technologisch van aard, terwijl het bij de laatste twee thema s gaat om de realisatie van maatschappelijke behoeften met behulp van nanotechnologie. Er dient volgens de Kabinetsvisie te worden gewerkt aan voorwaarden voor een voorspoedige en evenwichtige ontwikkeling van nanotechnologieën. Binnen het Nederlands Nano Initiatief (NNI, de opvolger van NanoNed) wordt momenteel de inhoudelijke invulling van de onderzoeksagenda rond nanotechnologie vormgegeven. Aan de vijf onderwerpen die zijn beschreven in de Kabinetsvisie, voegt het NNI het thema risico s en toxicologie van nanotechnologie toe. Volgens een NNI-rapport (Zachariasse, Gielgens, 2007) verenigen deze zes onderwerpen de nationale kracht, expertise en ambities van de universiteiten en kennisinstellingen, de economische sterktes van de industrie en de maatschappelijke behoeftes. Binnen het initiatief wordt tevens aandacht besteed aan de infrastructuur en aan het opleiden van mensen. De nadruk ligt in het NNI op het versterken van fundamenteel en toepassingsgericht excellent wetenschappelijk onderzoek en op het samenbrengen van fysici, chemici, biologen en medici, zodat nieuwe verbanden kunnen worden gelegd tussen de verschillende disciplines. Voor de realisatie van het NNI is een structureel budget nodig van tenminste 100 miljoen euro per jaar. 3.3 Risico s van nanotechnologie Behalve de beloftes en kansen benadrukt de Kabinetsvisie eventuele risico s die aan nanotechnologie verbonden zijn. Het gaat hierbij vooral om vrije, door de mens gefabriceerde (synthetische) nanodeeltjes die in het milieu of in het lichaam terechtkomen. Deze nanodeeltjes kunnen gevaarlijk zijn omdat ze zo klein zijn dat ze door de fysieke barrières van het lichaam heen kunnen. Het is moeilijk te voorspellen wat het effect zal zijn als deze deeltjes in cellen doordringen. Van gebonden nanodeeltjes worden geen risico s verwacht. Momenteel is de kans op blootstelling aan synthetische nanodeeltjes voor de bevolking nog gering. Mensen die met nanodeeltjes werken in onderzoekscentra hebben de meeste kans om hieraan blootgesteld te worden. De situatie kan echter veranderen als er meer nanoproducten op de markt komen. Wegens onzekerheden over mogelijke schadelijkheid van vrije nanodeeltjes is risico-onderzoek een belangrijke prioriteit voor de overheid. In de Kabinetsvisie wordt een aantal actiepunten gegeven om verantwoord met nanotechnologie om te kunnen gaan. Zo staat het vergroten van kennis over toepassingen en risico s van nanodeeltjes op de eerste plaats van de agenda rond risicobeheer. Samen met wetenschap en bedrijfsleven investeert het kabinet in een proces voor optimale uitwisseling van kennis over veilige toepassing van nanotechnologie. Om de kennis over dit onderwerp te vergoten wordt bovendien geïnvesteerd in nanotoxicologie. Momenteel zijn bedrijven verantwoordelijk en aansprakelijk voor de veiligheid van de producten die zij op de markt brengen 28. Een ander punt op de risicoagenda is de toepassing van het voorzorgsbeginsel in combinatie met het beginsel van proportionaliteit. Het voorzorgsbeginsel houdt in dat er maatregelen genomen moeten worden als er gegronde aanwijzingen zijn dat er schade kan optreden. Gebrek aan kennis (bijvoorbeeld over nanodeeltjes) is geen reden voor de overheid om beperkende maatregelen achterwege te laten. Het proportionaliteitsbeginsel houdt in dat bij de analyse van mogelijke risico s van voorgenomen toepassingen zowel naar de kosten als naar de baten moet worden gekeken. Iedere gekozen maatregel moet zowel noodzakelijk zijn als passend bij de gestelde doelen. Met dit beleid neemt het kabinet eerder uitgebrachte adviezen over van de Gezondheidsraad (Gezondheidsraad, 2006) en de KNAW (KNAW, 2004). De overheid gaat er op dit moment van uit dat de bestaande wet- en regelgeving voldoende handvatten biedt om risico s op het gebied van nanodeeltjes te kunnen beheersen (zie kader Huidige wet- en regelgeving ). In de Kabinetsvisie is echter te lezen dat de overheid voortdurend in de gaten houdt of aanpassing van wet- en regelgeving nodig is om mogelijke risico s van nanotechnologie te beheersen. Hiervoor blijft Nederland actief in Europese processen rond de toereikendheid van de huidige wet- en regelgeving. 34 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 35

20 - - Huidige wet- en regelgeving met betrekking tot nanotechnologie Voorbeelden van wetten en richtlijnen zijn REACH en de Arbowet. REACH staat voor registratie, evaluatie, autorisatie en chemicaliën. Volgens de chemicaliënverordening REACH moet een bedrijf dat chemische stoffen produceert, informatie verzamelen over de eigenschappen van die stoffen en de risico s beoordelen die aan het gebruik daarvan verbonden zijn. Het bedrijf moet vervolgens maatregelen benoemen om die risico s te beheersen. In de Arbowet is vastgelegd dat de werkgever moet zorgen voor een veilige en gezonde werkplek. Nu kennis op het gebied van risico s van nanodeeltjes ontbreekt, is de werkgever verplicht om de blootstelling van werknemers aan nanodeeltjes zo gering mogelijk te houden. Een volgend agendapunt heeft betrekking op het vinden van geschikte meetmethoden en standaardisatie. Er bestaan twijfels of de bestaande tests en methoden in staat zijn om nanodeeltjes te meten en te karakteriseren (Rathenau Instituut, 2006). Dit meten en karakteriseren is echter een voorwaarde om uitspraken te kunnen doen over risico s van nanodeeltjes en over het voldoen van de bestaande wet- en regelgeving op dit gebied. Tevens wil het kabinet een dialoog aangaan met belanghebbenden en met een vertegenwoordiging van de bevolking over de gevolgen van toepassingen van nanotechnologie. De overheid is van plan een brede commissie in te stellen waarin zowel wetenschappers en andere deskundige belanghebbenden als vertegenwoordigers van het publiek zitting hebben. Deze commissie zal als taak krijgen de kennis over nanotechnologie te vergroten, de kansen rond de technologie optimaal te benutten en de gevolgen van nanotechnologie in kaart te brengen. 3.4 Nanotechnologie en ethiek Wanneer nanotechnologie zich in de toekomst verder ontwikkelt kan dit ethische vragen oproepen. Het kabinet gebruikt onderzoek van de Gezondheidsraad (Gezondheidsraad, 2006) om toekomstig beleid op het gebied van ethiek vorm te geven. In de Kabinetsvisie valt te lezen dat zich ethische vragen zouden kunnen voordoen op terreinen als gezondheidszorg, veiligheid, privacy, defensie en mondiale welvaartsverdeling. Een voorbeeld dat hierbij genoemd wordt is de vraag of de kloof tussen arm en rijk niet verder zal worden vergroot door de ontwikkelingen op het gebied van nanotechnologie. Ook human enhancement (het verbeteren van gezonde mensen om natuurlijke beperkingen te overwinnen zonder dat hier een medische noodzaak voor aan te wijzen is) is een voorbeeld van een lastig ethisch vraagstuk dat in de toekomst een rol kan gaan spelen. De meeste morele vraagstukken die de Gezondheidsraad naar voren brengt zijn echter niet typisch voor nanotechnologie, maar hebben ook te maken met ontwikkelingen in andere disciplines, zoals biologie en ICT. De overheid zal in de toekomst moeten kunnen anticiperen op deze ethische kwesties. Met dit vooruitzicht zal de overheid aan de hand van ethische en mensenrechtelijke afwegingskaders onderzoeken of het wenselijk is om maatregelen te nemen. Ook zal de overheid in de gaten houden of deze kaders in de toekomst blijven voldoen of dat er ingegrepen moet worden. Volgens de Kabinetsvisie laat de overheid inventariseren welke ethische consequenties er op dit moment spelen met betrekking tot nanotechnologie. Ten slotte wil het kabinet hierover in dialoog gaan met een brede vertegenwoordiging van belanghebbenden en met de bevolking. Dit is essentieel voor de maatschappelijke acceptatie van elke nieuwe technologie. Het volgende hoofdstuk gaat verder op dit thema in. Ten slotte creëert het kabinet momenteel een centrale observatiepost waar ontwikkelingen met betrekking tot risico s van nanotechnologie gevolgd worden. Behalve voor het verzamelen van informatie over risico s van nanodeeltjes wordt de observatiepost verantwoordelijk voor het (doen) uitvoeren van risico-onderzoek. Deze observatiepost wordt bij het RIVM (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu) ondergebracht. Binnen de post moet samenwerking plaatsvinden met organisaties als de Universiteit van Wageningen, NanoNed en TNO. Deze organisaties houden zich volgens de Kabinetsvisie momenteel bezig met onderzoek naar risico s van nanotechnologie. 36 Nanotechnologie onder de loep Nanotechnologie onder de loep 37