Nanotechnologie is ook gewoon scheikunde

Deze column verscheen gister op Kennislink.

Sinds een decennium of wat is nanotechnologie hartstikke hip. Volgens definities betreft nanotechnologie alle wetenschap die sleutelt aan materialen waarbij één of meerdere dimensies tussen 1 en 100 nanometer liggen. Een nanometer (nm) is een miljoenste millimeter. Bij het maken van nanomaterialen komt vaak scheikunde kijken, terwijl we voor het verklaren van de eigenschappen juist natuurkunde nodig hebben. Maar nanotechnologie is zo verweven in allerlei natuurwetenschappen dat het zich lastig laat indelen in klassieke termen als natuur- en scheikunde. Om die reden wordt nanotechnologie ook wel een vakgebied op zich genoemd.

Het speciale aan de nanomaterialen is dat hun eigenschappen niet alleen afhangen van de chemische samenstelling, maar ook van hun grootte. Een bekend voorbeeld hiervan is goud. Goudbolletjes van enkele tientallen nanometer zijn niet meer goudkleurig, maar juist rood. Hoewel men hier destijds geen weet van had – en het toen zeker nog geen nanotechnologie heette – werd dit in de Middeleeuwen al gebruikt om glas in lood een rode kleur te geven. In 1847 was het de Britse natuur- en scheikundige Michael Faraday die er achter kwam dat de rode kleur werd veroorzaakt door de grootte van de goudbolletjes.

Niks nieuws onder de zon dus, zou je zeggen. Dat er momenteel sprake is van zowel een nano-angst als een nano-hype vinden we dan ook behoorlijk vreemd.

Een mooi voorbeeld van nanotechnologie: quantum dots, bolletjes van halfgeleiders van enkele nanometers groot. Afhankelijk van de precieze grootte zenden de quantum dots onder invloed van UV-straling diverse kleuren zichtbaar licht uit. Afbeelding © Scheikundejongens

Nano-angst

Allereerst die angst. Omdat nanomaterialen nieuwe en soms onbekende eigenschappen hebben, kúnnen ze gevaarlijk zijn. Een schoolvoorbeeld van een gevaarlijk – maar ‘puur natuur’ – nanomateriaal is asbest. Op basis van de chemische samenstelling had niemand verwacht dat het schadelijk zou zijn. Asbest is een silicaat, maar het glas in je raam bevat ook silicaten. Alleen gaat het bij asbest om vezels van silicaat, met een diameter van ongeveer 10 nanometer. En die blijken door hun vorm bij inademing onder andere asbestose en tumoren te kunnen veroorzaken.

Er bestaat bij velen de angst dat nanotechnologie het ‘nieuwe asbest’ zal worden. Zo gaan er bijvoorbeeld stemmen op om dan maar alle nanomaterialen in consumentenproducten te verbieden. Een belachelijk voorstel natuurlijk, omdat veel bestaande producten ook onderdelen bevatten die ‘nano’ zijn. Eenvoudige voorbeelden zijn de eiwitten in melk en het beschermende laagje aan de binnenkant van een chipszak. Niet alles wat ‘nano’ is, is meteen gevaarlijk. Maar dat moet natuurlijk wél getest worden voor een product op de markt wordt gebracht.

Hoe classificeren we al deze nieuwe, misschien gevaarlijke, materialen nou? Dit is een belangrijke vraag tegenwoordig en we weten niet hoeveel lezingen we daarover inmiddels gehoord hebben. Allemaal moeilijkdoenerij, want we testen toch ook hoe gevaarlijk niet-nanomaterialen zijn? We weten toch ook heel goed dat je methanol maar beter niet kunt drinken maar dat ethanol (met mate) geen bezwaar is? Waarom kunnen we niet gewoon verplicht stellen om ook alle nanomaterialen voor gebruik in consumentenproducten te laten testen? Het probleem is misschien dat de huidige regelgeving geen onderscheid maakt tussen een blok goud en gouden nanodeeltjes, omdat ze dezelfde chemische samenstelling hebben. Maar dat kan niet zo moeilijk op te lossen zijn.

Pas op! Bevat nanodeeltjes! Afbeelding © Kennislink

Nano-hype

Dan die nano-hype. Laatst kwamen we zinsneden tegen als “nanotechnologie ontwikkelt momenteel nanomaterialen (…)” en “nanotechnologie draagt bij aan duurzame energie”. Dat is net zoiets als “thermodynamica ontwikkelt momenteel ijs om over te kunnen schaatsen”. Nanotechnologie is een nieuw vakgebied, maar nanotechnologie ontwikkelt niets zelf. Dat doen nog altijd de onderzoekers.
Op zich hebben we er niets op tegen dat mensen positief zijn over nanotechnologie. Als je veel over goede ontwikkelingen in een vakgebied leest, dan krijg je daar een warm gevoel bij. Dat is logisch. Maar het kan ook te ver gaan. Soms zijn fans van nanotechnologie als de fans van een rockband. Die hebben ook de neiging te vergeten dat er nog andere bands zijn.

Kortom, er zijn een aantal factoren waar de eigenschappen van een materiaal vanaf hangen. Eerst waren dat vooral chemische samenstelling en stofeigenschappen, maar daar is nu iets nieuws bij gekomen. We weten dat nu ook de grootte (of kleinte, als je wilt) van het materiaal belangrijk is. Het klinkt als een open deur, maar dit is waarom nanotechnologie zo anders is. Toch blijft het gewoon wetenschap. En wetenschap is bedacht door mensen, die de natuur willen beschrijven. In een beschrijving van de natuur is geen plaats voor hypes en angsten. Daar telt alleen objectiviteit.

Geef een reactie



Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *