alles wat je moet weten over nanotechnologie Win een ipod nano! Deze nanospecial is een uitgave van de Krant van de Aarde / KVDA magazine.

Transcriptie

1 alles wat je moet weten over nanotechnologie Win een ipod nano! Deze nanospecial is een uitgave van de Krant van de Aarde / KVDA magazine. 1

2 WAT IS NANO- TECHNOLOGIE? Dat is de vraag die we deze jongens en meiden voorlegden. ADRIËNNE: Volgens mij is het heel, héél klein. Iets microscopisch. KOEN: Ik denk dat het iets met robotjes te maken heeft. DANIËL: Techniek op moleculair niveau. Zoiets toch? ALISSA: Ik heb echt geen flauw idee. RUTGER: Nanotechnologie ipod nano, bedoel je? 2

3 NANOTECHNOLOGIE OVER KLEINE GROTE DINGEN INHOUD Inleiding: Wat ís nano nou precies? p4 Nanotechnologie. Uit de antwoorden op de pagina hiernaast blijkt wel dat het nog niet echt een ingeburgerd begrip is. Met heel, héél klein zit Adriënne op het goede spoor. Eigenlijk heeft de rest ook wel deels gelijk. Maar behalve Alissa lijkt niemand echt zeker te zijn van het gegeven antwoord. En dat terwijl nanotechnologie van grote invloed is op je leven. Nu al (kijk maar eens hoeveel liedjes je wel niet op één zo n kleine ipod kunt zetten; nanotechnologie maakt dat mogelijk), maar in de toekomst helemáál. Vandaar dat we je met deze nanospecial wat meer wegwijs willen maken in die nieuwe vorm van techniek. Iets waar je veel mee te maken hebt, daar kun je tenslotte maar beter het nodige van weten. Het kan bovendien nog alle kanten op: in hoeverre wil je dat nanotechnologie deel gaat uitmaken van jouw leven? Onder de nanomicroscoop p7 Wetenschapper aan het woord: Dave Blank p8 Wetenschapper aan het woord: Sylvia Speller p10 FAQ s p12 Interessante links p13 Kruiswoordraadsel: Win n ipod nano! p14 Lees je in en discussieer mee! Nano in de disco In de jaren 80 waren ze populair: de verkleurende dansvloeren in disco s. Anno nu kan nanotechnologie ervoor zorgen dat de lichtjes zich gedetailleerd aanpassen aan jouw dansmoves, want met nanotech kunnen gevoelige en dynamische druksensoren worden gemaakt. En dat is ook weer een interessante ontwikkeling voor bijvoorbeeld muziekinstrumenten. 3

4 EN, WAT ÍS HET NOU PRECIES? Nano komt van het Griekse woord nanos: dwerg. De technologie die hiernaar vernoemd is, staat voor het doen van onderzoek naar en het werken met de deeltjes die maar een paar nanometer groot zijn. En dat is héél klein! Deze deeltjes, moleculen en atomen, zijn de bouwstenen van alles wat je maar kan bedenken. Het is dan ook niet gek dat er zo groots wordt gedaan over nanotechnologie. Want wat je aan de basis verandert, werkt op ieder hoger niveau door. Nanotechnologie bestaat eigenlijk al heel lang. Fotografie, waarbij lichtgevoelige nanodeeltjes van zilver een afbeelding tekenen, is een voorbeeld van de toepassing ervan. En fotografie bestaat al sinds het begin van de 19e eeuw. Sindsdien is de nanotechnologie zich blijven ontwikkelen, maar pas nu, twee eeuwen verder, staan we aan het begin van een echte doorbraak. Er wordt op het moment veel geld in nanotechnologie gestoken. De nieuwe techniek brengt voor het eerst allerlei bètadisciplines bij elkaar: natuurkunde, scheikunde, biologie De wetenschappers werken letterlijk door elkaar heen en dat heeft een groot voordeel: door vanuit een andere hoek naar elkaars werk te kijken, komen ze tot frisse, nieuwe ideeën. Nanotechnologie kan dan ook op veel gebieden een enorme doorbraak betekenen. Nano in je sportwaar Roger Federer won al vele wedstrijden met zijn nanoracket. Met behulp van nanotechnologie kunnen materialen worden gemaakt die veel lichter zijn, maar tegelijkertijd ook veel sterker. Nog een voordeel: ze slijten nauwelijks. 4

5 Hoe klein?? Het voorvoegsel nano staat voor één miljardste deel. Een nanometer is dus één miljardste deel van een meter. Dat betekent dat er in een millimeter nog altijd een miljoen nanometers passen. En een haar op je hoofd is nog altijd keer zo dik als één nanometer. Lastig voor te stellen hè? Het is ook nauwelijks te bevatten. Zoals nano-onderzoeker Geert Wijts het mooi uitlegt: in de tijd die je erover doet om het woord nanometer uit te spreken, is je haar al weer 10 nanometer gegroeid Kleiner = minder = beter De speciale techniek maakt het mogelijk om iets deeltje voor deeltje op te bouwen. Daarmee kan je de eigenschappen van een stof totaal veranderen. Sterker nog: je kan hele nieuwe materialen creëren. Zo kunnen extra sterke materialen worden gemaakt die bijna niets wegen. Of stoffen waaraan geen vuil kan hechten. Operatiemesjes kunnen daardoor bijvoorbeeld standaard bacterievrij zijn. En dat is pas een minuscuul deel van de mogelijkheden binnen de geneeskunde. Wetenschapper Dave Blank laat daar in het interview in deze nanospecial het een en ander over los. Ook voor het milieu kan nanotechnologie een hoop goeds betekenen. Doordat alles op zo n kleine schaal gebeurt, heb je voor producten steeds minder grondstof nodig. Dat is dus duurzamer ook voor het vervoer van het uiteindelijke product. Voertuigen zelf worden lichter en efficiënter gemaakt waardoor ze minder uitstoten. Alternatieve vormen van energieopwekking kunnen nog duurzamer worden gemaakt, en verpakkingen kunnen het met minder plastic af terwijl ze nog steeds even sterk en conserverend zijn. De verpakte middelen zelf worden beter houdbaar gemaakt met behulp van speciale deeltjes die schadelijke bacteriën doden. Daarnaast zijn ook voor onderzoek maar kleine hoeveelheden nodig. Zo kunnen nieuwe middeltjes bijvoorbeeld worden getest op enkele losse levende cellen in plaats van op een proefdier. Dat scheelt een hoop beestenleed. In 1 mm passen nm. Een nanodeeltje is maar een paar nanometer groot. 0 5

6 Biochemicus en hoogleraar Milieukunde Lucas Reijnders staat sceptisch tegenover het gebruik van nanotechnologie. Leuk hoor, dat alles steeds kleiner en lichter wordt. Maar een mobieltje dat steeds wegwaait, daar heb je ook niets aan! Rimpelloos? Het klinkt als een wonder, die nanotechnologie. Toch worden de ontwikkelingen niet van alle kanten even hard toegejuicht. Er is nog maar weinig bekend over de eventuele negatieve consequenties. Want wat als de gemanipuleerde deeltjes in groten getale in de natuur gaan voorkomen? De deeltjes zijn bovendien zó klein, dat ze zich erg makkelijk verspreiden. Ook bij opname in het lichaam kunnen ze, net als de meeste chemische stoffen, eigenlijk overal naar toe gaan. Bovendien brengt de wondertechniek bepaalde ethische vraagstukken opeens erg dichtbij. In hoeverre willen we chips in onze huid laten zetten om van alles te kunnen registreren? Moeten we wel willen weten welke ziektes onze bevolking te wachten staan? Wat zijn de gevolgen als we allemaal tot aan ons honderdste rimpelloos in leven blijven? Is dat allemaal wel wenselijk? Nano in je zonnebrandcrème Nanotechnologie wordt al langere tijd gebruikt bij de productie van zonnebrandcrème. Hierbij worden de eigenschappen van glas (het is doorzichtig en het houdt UV-straling tegen) gecombineerd met de eigenschappen van een crème (smeerbaar). Je huid is er goed mee tegen de zon beschermd, zonder dat je met een wit sunblock-masker rondloopt. 6

7 ONDER DE NANO- MICROSCOOP Nanomicroscoop Nanodeeltjes kun je met het blote oog niet zien. Zelfs een gewone microscoop helpt je niet op weg. Om deze minideeltjes te kunnen bekijken, heb je een Scanning Tunnelling Microscope nodig, een STM. En dat is nogal een apparaat. Die berg je na afloop van de les niet zomaar op in de kast! Nano in je eten Er lopen onderzoeken naar de mogelijkheden om voedsel bijvoorbeeld minder zout te maken maar wel hetzelfde te laten smaken. Tot nog toe wordt nanotechnologie echter vooral ingezet voor het verbeteren van de verpakkingen. 7

8 NANOTECHNOLOGIE IS MEER DAN DEELTJES ALLEEN WETENSCHAPPER AAN HET WOORD: DAVE BLANK Dave Blank bezit vele academische titels op het gebied van de bètawetenschap. Daarnaast is hij onder andere wetenschappelijk directeur van het instituut voor nanotechnologie MESA+ en hoofdredacteur van verschillende jongerensites over wetenschap. Kortom: hij zit er tot over zijn oren in en brengt zijn kennis graag aan de man. Waarom is het belangrijk dat mensen meer over nanotechnologie te weten komen? Nanotechnologie heeft de mens veel goeds te bieden. Maar zolang het niet algemeen geaccepteerd wordt, is dat weinig waard. Het is daarom belangrijk om iedereen inzicht te geven in wat het is, wat je ermee kan en waar je op moet letten. Dat zijn drie interessante punten. Dus vertel, ten eerste: wat is nanotechnologie? Laat ik deze vraag beantwoorden aan de hand van een vooroordeel dat veel mensen erover hebben. Nanotechnologie wordt namelijk vaak vergeleken met asbest: iets met piepkleine deeltjes die je inademt en je vervolgens ziek kunnen maken. Dat is gevaarlijk, dus het moet stoppen tot we het effect ervan kennen, vinden sommigen. Maar nanotechnologie is veel meer dan alleen deeltjes: het is apparatuur ontwikkelen, nieuwe materialen met gunstige eigenschappen maken, enzovoort. Stoppen met nano- Nano in je ipod We zien de ontwikkeling zich voor onze ogen afspelen: apparaatjes worden steeds kleiner, terwijl er alleen maar meer en meer op opgeslagen kan worden. Hoef je nooit meer zonder je favoriete muziek en films de deur uit. 8

9 technologie is dus net zoiets als zeggen dat we moeten stoppen met chemie omdat we stoffen kunnen maken die giftig zijn. Ten tweede: wat kunnen we ermee? Nanotechnologie biedt ontzettend veel mogelijkheden. Zo speelt nanotechnologie bijvoorbeeld een grote rol in de biomedische wereld. Je kan binnenkort een heel laboratorium op zak dragen. Dit jaar nog komt een apparaatje op de markt dat automatisch bepaalde bloedwaardes opmeet. Met een nieuwe ontwikkeling krijg je bijvoorbeeld via je mobiel te horen wanneer het tijd is voor je medicatie. Het zou, op de langere termijn, zelfs automatisch kunnen worden toegediend. Vanaf begin volgend jaar kan je ook de vruchtbaarheid van je zaadcellen aflezen. En binnen drie of vier jaar is het mogelijk dat je huisarts per sms wordt gewaarschuwd wanneer er iets afwijkends wordt geconstateerd. Dat geeft natuurlijk een veilig gevoel. En dan heb ik het alleen nog maar over enkele medische toepassingen. En ten derde: waar moeten we op letten? We zijn op dit moment druk bezig met het in kaart brengen van de risico s. In Nederland speelt het RIVM (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, red.) hier een grote rol in. Het is belangrijk dat er een internationale wetgeving komt, en een keurmerk, zodat we het allemaal zelf in de gaten kunnen houden in hoeverre we met deze tak van nanotechnologie te maken hebben. Dat we netjes op de etiketten kunnen lezen in hoeverre ergens nanodeeltjes inzitten. Net zoals met e-nummers: daarbij ga je er ook vanuit dat als je op het etiket leest dat ze in je jam verwerkt zijn, je erop kan vertrouwen dat het allemaal goedgekeurd is en geen kwaad kan. Binnen drie of vier jaar is het mogelijk dat je huisarts per sms automatisch wordt gewaarschuwd wanneer er iets afwijkends in je bloed wordt geconstateerd. Nano op je ramen Er bestaan sprays die je op je autoruit kunt spuiten. Door het laagje dat zich op je ruit vormt, kan vuil zich minder snel hechten. Ook ideaal voor de huis-tuin-enkeukenruit, natuurlijk. 9

10 DE VOORDELEN MOETEN TEGEN DE RISICO S OPWEGEN WETENSCHAPPER AAN HET WOORD: SYLVIA SPELLER Sylvia Speller is directeur van het NanoLab in Nijmegen. Ze houdt zich voornamelijk bezig met nanoscience: onderzoek naar nanodeeltjes en hun eigenschappen, en het ontwikkelen van machines hiervoor. Wat is volgens jou het grootste voordeel van nanotechnologie? Ik denk in de elektronica. Alles wordt kleiner, ook de processen. Als een proces heel klein is, heb je er ook weinig energie voor nodig. En dat heeft weer als voordeel dat dingen langer meegaan. Dan kunnen over 40 jaar je kleinkinderen bijvoorbeeld nog altijd gebruik maken van de batterij die nu in jouw laptop zit. En zit dat eraan te komen? Tot nu toe zit het probleem m vooral in de stabiliteit. Met nanotechnologie zet je iets deeltje voor deeltje in elkaar. Al die deeltjes moeten na het bouwen natuurlijk wel op hun plaats blijven zitten. Deeltjes hebben de neiging om harder te bewegen naarmate de temperatuur hoger is: dat zie je bijvoorbeeld goed aan het borrelen van kokend water. Bij koele temperaturen is dat allemaal geen probleem, maar bij kamertemperatuur wordt het al lastig. We willen onze laptops natuurlijk niet in de koelkast moeten stoppen! Nano in je games Games worden steeds gedetailleerder. De ontwikkelingen vereisen ook een aanpassing aan de apparatuur: een toetsenbord reageert soms gewoon te traag. Sinds 2008 is het al mogelijk om, jawel, met je gedachten dat mannetje op het scherm aan te sturen. Met behulp van nanotechnologie kan zo n soort techniek nog veel verder worden uitgewerkt 10

11 Als ik nu overal grote bakken nanodeeltjes zou verstrooien, dan grijp ik natuurlijk zwaar in in de natuur. Maar dat doe ik niet. Uit welke hoek komt het grootste tegengeluid op de nanotechnologie? De grootste tegenstander van de nanotechnologie is de onwetendheid. Veel mensen weten helemaal niet wat het precies inhoudt. Die horen een paar losse flarden informatie en maken daar hun eigen rampscenario s uit op. Onterecht, want nanotechnologie heeft zoveel positieve effecten. Natuurlijk zit er een risico aan, maar overal zit een risico aan: ook bijvoorbeeld aan autorijden. Maar we zeggen ook niet: oké, laten we dan de paardenkoets maar weer invoeren. Want snel vervoer heeft ook z n voordelen. Als jij met spoed naar het ziekenhuis moet, wil je ook niet wachten omdat er nog even een paard gezadeld moet worden. Dan ben je blij dat er een ambulance is. De voordelen moeten altijd tegen de risico s opwegen, en zo is het ook met nanotechnologie. Je zegt weleens dat je een minimalist bent: dat je niet wil ingrijpen in de natuur. Maar is dat niet precies waar je je met nanotechnologie, of nanoscience, mee bezighoudt? Als ik nu overal grote bakken nanodeeltjes zou verstrooien, dan grijp ik natuurlijk zwaar in. Maar dat doe ik niet. Ik let heel erg op mijn ecologische footprint en grijp alleen in wanneer de natuur er in de optelsom beter van wordt. Stel: er is een groot olieongeluk gebeurd en we kunnen nanodeeltjes gebruiken om de olie af te laten zakken. Dan grijp je in, want de nanodeeltjes komen dan op de bodem van de zee terecht. Maar je hebt wel de zee schoongemaakt en vogels van een vreselijke dood gered. Dankzij nanotechnologie. Nano in je ondergoed In de Hema liggen nanosokken en -onderbroeken in de schappen. Bacteriën hechten zich niet in de stof, waardoor je sokken niet gaan stinken en je nooit meer een onderbroek binnenstebuiten hoeft te keren. Volgens Sylvia Speller zit er wel een risico aan: Bacteriën worden heel snel resistent. Multiresistente bacteriën kunnen gevaarlijk zijn en ze zijn lastig te bestrijden. Voor een paar niet-stinkende sokken zou ik het risico niet lopen. 11

12 FAQ s Uit de informatie in deze nanospecial heb je inmiddels wel kunnen opmaken hoe groot een nanodeeltje nou ongeveer is. En waar nanotechnologie onder andere voor gebruikt kan worden. Maar er zijn nog andere frequently asked questions. Op deze pagina beantwoorden we er een paar voor je. Wat is het verschil tussen nanotechnologie en nanoscience? Als je het over technologie hebt, dan heb je het automatisch over een proces waarin de mens inbreng heeft gehad. Doe je aan nanoscience, dan bestudéér je de kleinste deeltjes en hun eigenschappen. Ook zoals ze in de natuur gewoon voorkomen. Daarmee wordt het fundament voor de technologie gelegd. Bij nanotechnologie gaat het meer om het maken van producten met gunstige eigenschappen. Meer om geld, dus. Hoe ziet een nanodeeltje eruit? Het kan een mooi rond bolletje zijn, maar het is afhankelijk van het soort deeltje. Sommige hebben weer totaal andere vormen, of bijvoorbeeld sprieten. De kleur is afhankelijk van de grootte van het nanodeeltje. Zo verandert een gouddeeltje van kleur wanneer het steeds kleiner wordt. Vaak worden deeltjes gelabeld met een fluorescent deeltje, vandaar dat ze onder een microscoop vaak felgekleurd zijn. Het deeltje zelf is dat niet. Een nanodeeltje is zó klein, hoe weet je nou zeker dat je onder de microscoop niet per ongeluk een stofje zit te bestuderen in plaats van het deeltje waar je naar op zoek bent? Het is bij labaratoriumonderzoek natuurlijk altijd belangrijk om schoon te werk te gaan. Maar met nanotechnologie moet het inderdaad ultraschoon zijn. Daar bestaan speciale schoonmaaktechnieken voor, maar dan nog is het flink zoeken onder de microscoop. Om de risico s van rondzwevende losse deeltjes te voorkomen, wordt gewerkt met materialen of vloeistoffen waarin de deeltjes verwerkt zitten. Heb je mazzel, dan heb je je deeltje daarin na een half uur gevonden. Maar je kan er ook zomaar langer dan een middag mee bezig zijn! Zoals met alle technieken, kan ook nanotechnologie voor verkeerde doeleinden worden gebruikt. Moeten we na de atoombom vrezen voor de nanobom? Bij een atoombom gaat het over kernreacties: een proces waarbij de kernen van atomen worden veranderd. Daar komt heel veel energie bij vrij: zoveel dat het een verwoestende werking kan hebben. Met nanotechnologie laat de je atomen intact. Het is daarom niet mogelijk om zoveel energie op te wekken. Toch zou een nanodeeltjesbom best gevaarlijk kunnen zijn. Door iets dergelijks indoor te laten ontploffen, kan het bijvoorbeeld je longen binnen no time verstoppen. Een andere minder vriendelijke toepassing zou de verspreiding van kunstmatige virussen kunnen zijn. Telt Nederland een beetje mee, in de nanowereld? In 1994 is Nederland dankzij de opzet van NanoNed, een groot nationaal programma, in één klap doorgestoomd naar de nano top 3 van de wereld. Alleen Amerika en, jawel, Zwitserland staan daar nog boven. 12

13 LINKS Voorbeelden van projecten die je misschien ook wel tegenkomt op school: Ben je benieuwd naar meer info? Zit je met vragen? Maak je je zorgen? Geef je graag je mening? Hieronder een paar interessante nanolinks. En die vormen enkel een startpunt, want je zal zien: ook op internet is nanotechnologie óveral terug te vinden. Op Kennislink vind je zowel achtergronden als de laatste nieuwtjes. Zoek onder dossiers naar het dossier over nanotechnologie en bekijk allerlei filmpjes over nanotechnologie. Discussieer mee! Engelse site met allemaal leuke feitjes. Het RIVM onderzoekt de mogelijke risico s van nanotechnologie. Hier vind je informatie en een overzicht van allerlei andere projecten. Nano Trivia en online bordspel waarin 1 tot 4 deelnemers zowel kennis- als ethische vragen krijgen voorgelegd over nanotechnologie. Nano Society Een multimediaal lespakket dat leerlingen uitdaagt om stelling te nemen in de discussie over nanotechnologie. Mijn Nano Toekomst Via co-creatie wordt samen met middelbare scholieren een serious game annex interactief lespakket ontwikkeld. Nano LinX Scholieren in Noord-Nederland verkennen de nanowereld via een uitvergroting van de werkelijkheid. I know Nano - Nano en onderwijs Scholieren en leraren van het voortgezet onderwijs worden gestimuleerd om informatie te verzamelen over nanotechnologie om vervolgens een brede discussie aan te gaan. Mens in de Maak Scholieren Interactieve theaterdebatten voor middelbare scholieren. Mag wat kan Een lesbrief over ethische aspecten van nanotechnologie. Nano in je auto Koper is duur en zwaar, het moet vaak van ver worden getransporteerd en het wordt steeds schaarser. Kun je nagaan wat een verbetering het is om een lichtgewicht, duurzamer en sterker materiaal in nieuwe auto s te verwerken, in plaats van de 25 kilogram koper (of 150 kg aluminium) die er nu ingaan. 13

14 KRUISWOORD PUZZEL Na het lezen van deze nanospecial kun je de onderstaande kruiswoordpuzzel vast zó invullen. Terugbladeren mag natuurlijk ook, want de antwoorden staan er allemaal in. En je hebt een goede reden om de oplossing van de puzzel te willen achterhalen: de eerste drie scholieren die het goede antwoord inzenden, winnen een ipod nano. De oplossing stuur je naar III IV 7 I 8 II 9 10 OPLOSSING I II III IV III HORIZONTAAL 3 Kan binnenkort automatisch per sms worden gewaarschuwd als je afwijkende bloedwaardes hebt. 5 Hiervoor wordt nanotechnologie al eeuwen gebruikt. 8 Volgens nano-onderzoeker Sylvia Speller de grootste tegenstander van nanotechnologie. 9 Welk Nederlands instituut houdt zich bezig met de controle en regelgeving rondom het gebruik van nanodeeltjes? 10 Reeds bij de Hema in de schappen. 14 VERTICAAL 1 Nanotechnologie staat voor bouwen met nanodeeltjes. Hoe noem je het onderzoek naar deze deeltjes? 2 Een site waar je een overzicht vindt van allerlei projecten rondom nanotechnologie. 4 Hoog tijd dat dat er komt, volgens nanowetenschapper Dave Blank. 6 Hier wordt nanotechnologie vaak ten onrechte mee vergeleken. 7 Nano komt van nanos, waar staat dat woord voor?

15 COLOFON Deze Nanospecial is een uitgave van de Krant van de Aarde // KVDA magazine. Het project is mede mogelijk gemaakt door Nanopodium. Nanopodium is een initiatief van de onafhankelijke Commissie Maatschappelijke Dialoog Nanotechnologie. projectleider Hans Truijen organisatie Stichting Dag van de Aarde redactie Lotte Krijnen beeld Leonie Bos Photography Viola Duppel, Patrick Saunders vormgeving Sin Bureau voor Visuele Communicatie, Den Haag drukwerk Corelio Printing, Erpe-Mere, België 15

16 16