Solo negli Stati Uniti, il governo e l'industria privata investono insieme più di $ 3 miliardi all'anno nella ricerca e nello sviluppo delle nanotecnologie, e globalmente il totale è molto più alto. Quali saranno i ritorni economici di lungo periodo di questi investimenti, non solo in nuovi posti di lavoro e vendite di prodotti, ma anche da miglioramenti nella sostenibilità?

I ricercatori del Georgia Institute of Technology Philip Shapira e Jan Youtie hanno contribuito a rispondere a questa domanda attraverso una ricerca presentata il 27 marzo al Simposio internazionale sulla valutazione dell'impatto economico della nanotecnologia tenutosi a Washington, D.C.  I ricercatori hanno sottolineato l'importanza delle valutazioni dell'intero ciclo di vita per comprendere gli impatti delle nanotecnologie sullo sviluppo economico verde in settori quali l'energia, l'ambiente e l'acqua potabile.

“La nanotecnologia promette di promuovere una crescita verde e sostenibile in molte aree di prodotto e processo, "disse Shapira, un professore presso la School of Public Policy della Georgia Tech e il Manchester Institute of Innovation Research presso la Manchester Business School nel Regno Unito. “Sebbene la commercializzazione delle nanotecnologie sia ancora nelle sue fasi iniziali, ora abbiamo bisogno di capire meglio quali mercati cresceranno e come i nuovi prodotti nanotecnologici avranno un impatto sulla sostenibilità. Ciò include il bilanciamento dei guadagni in termini di efficienza e prestazioni rispetto all'energia netta, ambientale, carbonio e altri costi associati alla produzione, uso e smaltimento a fine vita o riciclaggio di prodotti nanotecnologici”.

Ma poiché la nanotecnologia è alla base di molti settori diversi, valutarne e prevederne l'impatto non sarà facile. “Rispetto alle tecnologie dell'informazione e alle biotecnologie, Per esempio, la nanotecnologia ha più delle caratteristiche di una tecnologia generale come lo sviluppo dell'energia elettrica, "disse Youtie, direttore dei servizi di ricerca politica presso l'Enterprise Innovation Institute di Georgia Tech. “Ciò rende difficile analizzare il valore dei prodotti e dei processi abilitati dalla tecnologia. Speriamo che il nostro documento fornisca informazioni di base e aiuti a inquadrare la discussione su come effettuare tali valutazioni”.

Il simposio è sponsorizzato dall'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico e dalla National Nanotechnology Initiative degli Stati Uniti. Il sostegno alla ricerca della Georgia Tech sugli impatti sociali della nanotecnologia è arrivato dalla National Science Foundation attraverso il Center for Nanotechnology in Society con sede presso l'Arizona State University.

Per la loro carta, i coautori Shapira e Youtie hanno esaminato un sottoinsieme di nanotecnologie verdi che mirano a consentire l'energia sostenibile, migliorare la qualità ambientale, e fornire acqua potabile sana per le aree del mondo che ora ne sono prive. Sostengono che il ciclo di vita dei prodotti nanotecnologici deve essere incluso nella valutazione.

“Nell'esaminare l'impatto economico di queste nanotecnologie verdi, dobbiamo considerare il ciclo di vita, che include questioni come la salute e la sicurezza ambientale, così come la quantità di energia necessaria per produrre materiali come i nanotubi di carbonio, disse Shapira.

Sono state sollevate preoccupazioni ambientali su ciò che accade ai nanomateriali quando entrano nelle riserve idriche, ha notato. Inoltre, alcune nanostrutture utilizzano elementi tossici come il cadmio. Anche l'energia necessaria per la produzione di prodotti nanoabilitati è una considerazione importante, anche se può essere bilanciato con l'energia risparmiata - e l'inquinamento ridotto - attraverso l'uso di tali prodotti, disse Shapira.

La ricerca su questi problemi sociali, che viene condotto in parallelo con la ricerca e lo sviluppo della nanotecnologia, può consentire ai prodotti nanoabilitati risultanti di evitare il tipo di controversie che hanno ostacolato le tecnologie precedenti.

“Scienziati, i responsabili delle politiche e altri osservatori hanno scoperto che alcune delle promesse dei precedenti cicli tecnologici erano limitate dal non anticipare e considerare le preoccupazioni della società prima dell'introduzione di nuovi prodotti, "Ha detto Youtie. “Per le nanotecnologie, è fondamentale che questi temi vengano presi in considerazione anche durante la fase di ricerca e sviluppo, prima che i prodotti arrivino sul mercato in quantità significative”.

L'industria delle nanotecnologie è iniziata con grandi aziende che avevano le risorse per investire in ricerca e sviluppo. Ma questo ora sta cambiando, Hai detto.

“Molte piccole aziende sono coinvolte nello sviluppo di nuovi nanomateriali, ” ha detto. "Le grandi aziende spesso si concentrano sull'integrazione di quei nanomateriali in prodotti o processi esistenti".

Tra gli obiettivi del simposio dell'OCSE vi è lo sviluppo di metodologie e approcci per stimare gli impatti della nanotecnologia verde sui posti di lavoro e sulle vendite di nuovi prodotti. Le previsioni esistenti provengono in gran parte da modelli proprietari utilizzati dalle imprese del settore privato.

"Mentre queste previsioni private hanno un'elevata visibilità, le loro informazioni e metodi sono spesso proprietari, ” ha osservato Shapira. "Dobbiamo anche sviluppare modelli aperti e sottoposti a revisione paritaria in cui gli approcci siano trasparenti e tutti possano vedere i metodi e i presupposti utilizzati".

Nella loro carta, Youtie e Shapira citano diversi esempi di nanotecnologia verde, discutere i potenziali impatti della tecnologia, e rivedere le previsioni che sono state fatte. Esempi di nanotecnologia verde citati includono:

• Celle solari nano-abilitate che utilizzano materiali organici a basso costo, al contrario delle attuali tecnologie fotovoltaiche che richiedono materiali rari come il platino;
• Nanogeneratori che utilizzano materiali piezoelettrici come i nanofili di ossido di zinco per convertire il movimento umano in energia;
• Applicazioni di stoccaggio dell'energia in cui i materiali nanotecnologici migliorano le batterie esistenti e le celle a combustibile nanoabilitate;
• Applicazioni di energia termica, come l'isolamento nano-abilitato;
• Catalisi del carburante in cui le nanoparticelle migliorano la produzione e la raffinazione dei carburanti e riducono le emissioni delle automobili;
• Tecnologie utilizzate per fornire acqua potabile sicura attraverso un migliore trattamento dell'acqua, desalinizzazione e riutilizzo.