ナノテクノロジーの影響

ナノテクノロジーの影響は、医療、倫理、精神、法律、環境の分野から、工学、生物学、化学、コンピューター、材料科学、通信などの分野にまで 及びます。

ナノテクノロジーの主な利点としては、製造方法の改善、水浄化システム、エネルギーシステム、身体機能強化、ナノ医療、より優れた食品生産方法、栄養、大規模インフラの自動製造などが挙げられます。^[1]ナノテクノロジーはサイズが小さいため、これまでは物理的な制約のために不可能だった作業を自動化できる可能性があり、その結果、人間にかかる労力、土地、メンテナンスの必要性が軽減される可能性があります。

潜在的なリスクには、環境、健康、安全の問題、ナノテクノロジーの製品が主流になることで従来の産業が置き換えられるなどの過渡的影響などがあり、プライバシー権擁護者が懸念している。ナノ粒子の潜在的な悪影響が見落とされた場合、これらは特に重要になる可能性がある。

ナノテクノロジーが政府の特別な規制に値するかどうかは議論の余地のある問題である。米国環境保護庁や欧州委員会の保健消費者保護局などの規制機関は、ナノ粒子の潜在的なリスクに対処し始めている。有機食品業界は、最初にオーストラリアと英国で、そして最近ではカナダで、認証された有機農産物から人工ナノ粒子を規制的に排除する行動を起こした。また、デメター国際基準に認証されたすべての食品にも適用されている^{[3] 。}

ナノマテリアル（ナノ粒子を含む材料）の存在自体は脅威ではありません。ナノマテリアルを危険にさらす可能性があるのは、特にその可動性と反応性の増加といった特定の側面だけです。特定のナノ粒子の特定の特性が生物や環境に有害である場合のみ、私たちは真の危険に直面することになります。この場合、それはナノ汚染と呼ぶことができます。

ナノマテリアルの健康および環境への影響に対処するには、2 種類のナノ構造を区別する必要があります。(1) ナノ複合材料、ナノ構造表面、ナノコンポーネント (電子、光学、センサーなど)。ナノスケールの粒子が物質、材料、またはデバイスに組み込まれます (「固定」ナノ粒子)。(2) 「自由」ナノ粒子。製造または使用のどこかの段階で、物質の個々のナノ粒子が存在する状態です。これらの自由ナノ粒子は、ナノスケールの元素種、または単純な化合物である場合もありますが、たとえば特定の元素のナノ粒子が別の物質でコーティングされている複雑な化合物である場合もあります (「コーティング」ナノ粒子または「コアシェル」ナノ粒子)。

固定されたナノ粒子を含む材料に注意する必要があるものの、当面の懸念は遊離ナノ粒子にあるという点で、コンセンサスが得られているようです。

ナノ粒子は日常的に使用される粒子とは大きく異なるため、その悪影響はマクロサイズの物質の既知の毒性から導き出すことはできません。このため、自由ナノ粒子が健康や環境に与える影響に対処する上で重大な問題が生じます。

さらに複雑なことに、ナノ粒子について話す場合、ナノ粒子を含む粉末または液体は単分散になることはほとんどなく、さまざまな粒子サイズが含まれていることが重要です。これにより、大きなナノ粒子は小さなナノ粒子とは異なる特性を持つ可能性があるため、実験分析が複雑になります。また、ナノ粒子は凝集する傾向があり、そのような凝集体は個々のナノ粒子とは異なる動作をすることがよくあります。

ナノテクノロジーの健康への影響とは、ナノテクノロジーの材料やデバイスの使用が人間の健康に及ぼす可能性のある影響のことです。ナノテクノロジーは新興分野であるため、ナノテクノロジーが人間の健康にどの程度利益をもたらすか、またはリスクをもたらすかについては大きな議論があります。ナノテクノロジーの健康への影響は、ナノテクノロジーの革新が病気の治療に医療応用される可能性と、ナノ材料への曝露によって引き起こされる潜在的な健康被害の2 つの側面に分けられます。

現在の世界的なパンデミックに関しては、研究者、エンジニア、医療専門家が、高度に発達したナノサイエンスとナノテクノロジーのアプローチを活用して、医療、技術、科学のコミュニティがパンデミックと戦う上でどのように役立つかを模索しています。^[4]

ナノメディシンはナノテクノロジーの医療への応用である。^[5]ナノメディシンへのアプローチは、ナノマテリアルの医療用途からナノエレクトロニクスバイオセンサー、さらには分子ナノテクノロジーの将来の応用まで多岐にわたる。ナノメディシンは、近い将来、価値ある研究ツールと臨床的に役立つデバイスの提供を目指している。^{[6] [7]}国家ナノテクノロジーイニシアチブは、高度な薬物送達システム、新しい治療法、生体内イメージングなど、製薬業界での新たな商用アプリケーションを期待している。^[8]神経電子インターフェースやその他のナノエレクトロニクスベースのセンサーは、研究のもう一つの積極的な目標である。さらに将来的には、分子ナノテクノロジーの投機的な分野では、細胞修復マシンが医学と医療分野に革命を起こす可能性がある と考えられている。

ナノ医療研究は直接資金提供を受けており、米国立衛生研究所は2005年に4つのナノ医療センターを設立する5カ年計画に資金を提供した。2006年4月、ネイチャーマテリアル誌は、世界中で130のナノテクベースの医薬品と送達システムが開発されていると推定した。^[9]ナノ医療は大規模な産業であり、2004年のナノ医療の売上は68億ドルに達した。世界中で200社を超える企業と38の製品があり、毎年 少なくとも38億ドルがナノテクノロジーの研究開発に投資されている。 ^[10]ナノ医療産業は成長を続けており、経済に大きな影響を与えると予想されている。

ナノ毒性学は、ナノマテリアルの潜在的な健康リスクを研究する分野です。ナノマテリアルはサイズが極めて小さいため、より大きなサイズの粒子よりも人体に吸収されやすいです。これらのナノ粒子が生体内でどのように動作するかは、解決する必要がある重要な問題の 1 つです。ナノ粒子の動作は、サイズ、形状、および周囲の組織との表面反応性によって決まります。たとえば、ナノ粒子は、異物を摂取して破壊する食細胞に過負荷をかけ、ストレス反応を引き起こして炎症を引き起こし、他の病原体に対する体の防御力を弱める可能性があります。

非分解性またはゆっくり分解するナノ粒子が臓器に蓄積した場合に何が起こるかとは別に、体内の生物学的プロセスとの潜在的な相互作用も懸念されます。ナノ粒子は表面積が大きいため、組織や体液にさらされると、遭遇する高分子の一部がすぐに表面に吸着します。これは、たとえば、酵素やその他のタンパク質の調節メカニズムに影響を及ぼす可能性があります。毒性に影響を与える変数の数が多いため、ナノマテリアルへの曝露に関連する健康リスクを一般化することは困難です。新しいナノマテリアルはそれぞれ個別に評価する必要があり、すべての材料特性を考慮する必要があります。ナノマテリアルの製造または使用に従事している企業の職場や、ナノサイエンスやナノテクノロジーの研究に従事している研究所では、健康と環境の問題が組み合わされています。現在の職場の粉塵曝露基準をナノ粒子粉塵に直接適用することはできないと言っても過言ではありません。

国立労働安全衛生研究所は、ナノ粒子が人体システムとどのように相互作用するか、またナノマテリアルの製造や工業用途で労働者がナノサイズの粒子にどうさらされるかについての初期研究を実施しました。NIOSHは現在、最良の科学的知識と一致するナノマテリアルを扱う際の暫定ガイドラインを提供しています。^{[11] NIOSHの}国立個人防護技術研究所では、NIOSH認定およびEUマーク付き呼吸器、ならびに非認定防塵マスクにおけるナノ粒子のフィルター透過性を調査する研究が行われています。^[12]これらの研究により、最も透過性の高い粒子サイズの範囲は30～100ナノメートルであり、漏れサイズが試験用ダミーの呼吸器内で見つかったナノ粒子の数の最大の要因であることがわかりました。^{[13] [14]}

毒性に影響を与えるナノマテリアルのその他の特性としては、化学組成、形状、表面構造、表面電荷、凝集および溶解性^{[15] 、および他の化学物質の}官能基 の有無^[16]などがある。 毒性に影響を与える変数の数が多いため、ナノマテリアルへの曝露に関連する健康リスクを一般化することは困難であり、新しいナノマテリアルはそれぞれ個別に評価する必要があり、すべての材料特性を考慮する必要がある。

文献調査では、人工ナノ粒子の放出とそれによる個人への曝露は、さまざまな作業活動中に発生する可能性があることが示されています。^{[17] [18] [19]}この状況は、規制当局にナノテクノロジーの職場での予防戦略と規制の必要性を警告しています。

ナノテクノロジーの環境影響とは、ナノテクノロジー材料やデバイスの使用が環境に及ぼす可能性のある影響のことである。^{[20]ナノテクノロジーは新興分野であるため、}ナノ材料 の産業的および商業的使用が生物や生態系にどの程度影響を与えるかについて議論がある。

ナノテクノロジーの環境への影響は、ナノテクノロジーの革新が環境改善に役立つ可能性と、ナノテクノロジー材料が環境に放出された場合に引き起こす可能性のある新しいタイプの汚染という 2 つの側面に分けられます。

グリーンナノテクノロジーとは、負の外部性を生み出すプロセスの環境持続可能性を高めるためにナノテクノロジーを使用することを指します。また、持続可能性を高めるためにナノテクノロジーの製品を使用することも指します。これには、グリーンナノ製品の製造と、持続可能性をサポートするナノ製品の使用が含まれます。グリーンナノテクノロジーは、「ナノテクノロジー製品の製造と使用に関連する潜在的な環境および人間の健康リスクを最小限に抑え、ライフサイクル全体を通じてより環境に優しい新しいナノ製品への既存製品の置き換えを促進する」クリーンテクノロジーの開発として説明されています。[ ^21]

グリーンナノテクノロジーには、環境や人間の健康に害を与えることなくナノ材料や製品を生産することと、環境問題の解決策となるナノ製品を製造するという2つの目標があります。グリーンナノテクノロジーでは、グリーンケミストリーとグリーンエンジニアリング^[22]の既存の原理を使用して、毒性成分を使用せず、低温で、可能な限り少ないエネルギーと再生可能な入力を使用して、設計とエンジニアリングのすべての段階でライフサイクル思考を使用してナノ材料とナノ製品を製造します。

ナノ汚染とは、ナノデバイスやナノ材料の製造プロセスで生成されるすべての廃棄物の総称です。ナノ廃棄物は主に、環境に放出される粒子のグループ、または製品に残ったまま廃棄される粒子です。

第一世代のナノマテリアルに関連する人間の健康と環境への毒性リスクを超えて、ナノテクノロジーはより広範な社会的影響を及ぼし、より広範な社会的課題を引き起こします。社会科学者は、ナノテクノロジーの社会的問題は、単に「下流」のリスクや影響としてではなく、理解され評価されるべきであると示唆しています。むしろ、社会的目的を満たす技術開発を確実にするために、課題は「上流」の研究と意思決定に考慮されるべきです^[23]

多くの社会科学者や市民社会の組織は、技術評価とガバナンスには国民の参加も必要だと示唆している。ナノテクノロジーとナノ関連製品に伴う大きなリスクを評価するには、利害関係者の認識を探ることも重要な要素である。^{[24] [25] [26] [27] [28]}

2003年には800件を超えるナノ関連特許が付与され、2012年までにその数は国際的に19,000件近くにまで増加した。 ^[29]企業はすでにナノスケールの発見や発明に関する幅広い特許を取得している。例えば、NECとIBMの2社は、ナノテクノロジーの現在の基礎の1つであるカーボンナノチューブの基本特許を保有している。カーボンナノチューブは幅広い用途があり、電子機器やコンピューターから強化材料、薬物送達や診断まで、さまざまな産業にとって不可欠になると見られている。^[要出典]

ナノテクノロジーは、安全な水、信頼できるエネルギー、医療、教育などの基本的なサービスにアクセスできない発展途上国の何百万人もの人々にとって、新たな解決策となる可能性がある。2004年の国連科学技術革新タスクフォースは、ナノテクノロジーの利点として、労働、土地、メンテナンスをほとんど必要としない生産、高い生産性、低コスト、材料とエネルギーの必要量が控えめなどを挙げている。しかし、ナノテクノロジーの利点は均等に分配されず、ナノテクノロジーに関連する利点（技術的および/または経済的利点を含む）は裕福な国にしか届かないのではないかという懸念が頻繁に提起されている。^[30]

長期的な懸念は、新しいテクノロジーが社会全体に及ぼす影響、そしてそれがポスト・スカーシティ経済につながるのか、あるいは先進国と発展途上国の間の富の格差を悪化させるのかということに集中している。ナノテクノロジーが社会全体、人間の健康と環境、貿易、安全保障、食料システム、さらには「人間」の定義に及ぼす影響は、まだ特徴づけられておらず、政治化もされていない。

ナノテクノロジーまたはナノテクノロジーに基づく製品が政府による特別な規制に値するかどうかという問題に関しては、重要な議論が存在します。この議論は、新しい物質が市場、地域社会、環境に放出される前に評価することが必要かつ適切である状況に関連しています。

米国環境保護庁や米国食品医薬品局、欧州委員会健康・消費者保護局などの規制機関は、ナノ粒子がもたらす潜在的なリスクに対処し始めている。これまでのところ、人工ナノ粒子も、それを含む製品や材料も、製造、取り扱い、表示に関する特別な規制の対象ではない。一部の材料に発行が義務付けられている化学物質安全データシートでは、問題の材料のバルクサイズとナノスケールサイズが区別されていないことが多く、区別されている場合でも、これらのMSDSは単なる助言である。ナノテクノロジーの分野における新たな進歩と急速な成長は大きな影響を及ぼし、それが今度は、スマートでアクティブな包装、ナノセンサー、ナノ農薬、ナノ肥料の発明など、世界の伝統的な食品および農業部門に対する規制につながるだろう。^[31]

ナノテクノロジーの限定的な表示と規制は、ナノテクノロジーに関連する人間と環境の健康と安全に関する潜在的な問題を悪化させる可能性がある。^[32]ナノテクノロジーの研究と商業的応用に関連する潜在的なリスクがその潜在的な利点を覆い隠さないようにするために、ナノテクノロジーの包括的な規制の開発が不可欠であると主張されてきた。 ^[33]また、ナノテクノロジーの責任ある開発に関するコミュニティの期待に応えるために、またナノテクノロジーの開発を形作る際に公共の利益が考慮されるようにするためにも、規制が必要になる可能性がある。^[34]

2008年、E・マーラ・フェルチャーは「消費者製品安全委員会とナノテクノロジー」の中で、消費者製品に関連する不当な傷害や死亡のリスクから国民を保護することを任務とする消費者製品安全委員会は、ナノテクノロジーを使用して製造された複雑なハイテク製品の安全性を監督する準備が整っていないと示唆した。^[35]

• ナノテクノロジーにおけるフェイルセーフ
• 国際技術評価センター

• フリッツ・アルホフ、パトリック・リン、ダニエル・ムーア、「ナノテクノロジーとは何か、なぜ重要なのか?: 科学から倫理へ」(オックスフォード: ワイリー・ブラックウェル、2010 年)。
• Fritz Allhoff、Patrick Lin（編）、ナノテクノロジーと社会：現在の倫理的問題と新たな倫理的問題（ドルドレヒト：Springer、2008年）。
• Fritz Allhoff、Patrick Lin、James Moor、John Weckert (編)、『ナノ倫理: ナノテクノロジーの倫理的および社会的影響』 (Hoboken: John Wiley & Sons、2007 年)。代替リンク。
• カルディス、バイロン。「ナノテクノロジーの認識論」。セージ社ナノサイエンスと社会百科事典。（サウザンドオークス：カリフォルニア州、セージ、2010年）
• 安全なナノテクノロジーへのアプローチ: NIOSH との情報交換、米国国立労働安全衛生研究所、2007 年 6 月、DHHS (NIOSH) 発行番号 2007-123
• Mehta, Michael; Geoffrey Hunt (2006)。『ナノテクノロジー：リスク、倫理、法律』ロンドン：Earthscan。- ヨーロッパ、米国、日本、カナダにおけるナノテクノロジーと社会の現状について世界的概要を提供し、この技術の倫理、環境および公衆衛生リスク、ガバナンスと規制を検証します。
• Dónal P O'Mathúna、ナノ倫理: 小さなテクノロジーによる大きな倫理問題(ロンドンとニューヨーク: 連続体、2009)。

• 米国国家ナノテクノロジーイニシアチブ、社会的側面
• ナノテクノロジーナウ
• USCのナノサイエンスとテクノロジー研究
• ネルシグローバル
• ASU ナノテクノロジーと社会センター
• UCSBのナノテクノロジーと社会センター
• ナノ倫理グループ
• ナノテクノロジー
• フォーサイトナノテク研究所
• 責任あるナノテクノロジーセンター
• 生物環境ナノテクノロジーセンター
• 国際ナノテクノロジー会議
• ナノエシックスバンク
• ナノ倫理: ナノスケールで収束する技術の倫理
• 国立労働安全衛生研究所ナノテクノロジートピックページ
• ナノを理解する
• ナノテクノロジーの持続可能な影響に関する欧州センター
• ナノテクノロジーの環境影響研究センター