Vijfentwintig jaar nanotechnologie heeft veel opgeleverd: zweetvrije sokken, kleurloze zonnebrandcrème en Benny, de bacteriedodende beer. Maar de nanorevolutie belooft nog veel meer. Denk aan oprolbare computers en een beamer in je telefoon waarmee je op de muur kan projecteren. En Nederland loopt voorop.

Door Michiel Hulshof en Menno van der Veen

Vrij Nederland, 25 augustus 2014

De vlek is zwart en heeft een doorsnede van zo’n twee meter. Hij zit op een oude opslagloods die ooit stralend antraciet moet zijn geweest. Jaren van zon, wind en regen hebben de golfplaten doen verkleuren tot vaal, viezig en oneffen donkergrijs. Ter plaatse van de vlek heeft een onzichtbare kracht de laklaag in oude glorie hersteld.

Hoe dat kan?

Nanotechnologie.

 

Vijfentwintig jaar geleden maakte het grote publiek voor het eerst kennis met nanotechnologie. Knappe koppen voerden al langer een strijd om klein, kleiner, kleinst; thuiscomputers kregen in razend tempo meer rekenkracht dankzij steeds kleinere computerchips. Maar wat onderzoekers van technologiegigant IBM in november 1989 presteerden, ging het voorstellingsvermogen te boven. Ze knutselden het kleinste logo ter wereld in elkaar door 35 losse atomen zo te rangschikken dat ze de letters IBM vormden. Om een idee te geven van de enorme (of juist minieme) omvang van hun prestatie: een mensenhaar heeft een dikte van ongeveer 1 miljoen atomen.

Het ingenieurswerk op de schaal van een nanometer (een miljardste meter) betekende volgens believers niets minder dan het begin van een tweede Industriële Revolutie. Met nanotech, zo droomden ze, kon de mens alle materie opnieuw opbouwen, molecuul voor molecuul, om zo een nieuwe en verbeterde werkelijkheid scheppen.

 

eindeloos comfortabel leven

Populaire lekenboeken zoals Nanotechnology for dummies somden grenzeloze mogelijkheden op: dankzij nanotechnologie konden wetenschappers superstevige materialen maken, ziektes in een vroeg stadium opsporen en extreem kleine machines maken. Nanotech bood oplossingen voor zo’n beetje alle grote wereldproblemen: watervervuiling, afvalverwerking, energievoorziening of klimaatverandering. Het zou kanker de wereld uit helpen, zorgen voor beter voedsel en goedkopere gezondheidszorg. Bovendien maakte nanotech het leven eindeloos comfortabel door alle voorwerpen van kleine chips te voorzien. ‘There is probably not a walk of life that won’t be affected by nanotechnology eventually’, meende het meepraatboek.

Niet alle toekomstbeelden waren even rooskleurig. Eric Drexler, een van de aartsvaders van de nanorevolutie, had in 1986 al voorspeld hoe nanotech de wereld radicaal zou veranderen. In zijn boek Engines of Creation voorzag hij de ontwikkeling van kleine ‘nano-assemblers’, piepkleine robots die zichzelf konden repliceren. Drexler waarschuwde voor ‘grey goo’, een scenario waarbij de wereld te gronde gericht zou worden door één op hol geslagen nano-robot die zichzelf eindeloos vermenigvuldigde en daarbij alle grondstoffen op aarde zou opgebruiken. De theorie hield liefhebbers van science fiction jarenlang in haar greep.

Het bedrijfleven omarmde ‘nano’ liever als positieve toekomstgerichte term, ook voor producten waar weinig nanotechnologie aan te pas kwam. In 2005 lanceerde Apple de ‘iPod Nano’ en in 2008 presenteerde de Indiase autofabrikant Tata de inmiddels razend populaire ‘Tata Nano’. Hollywood ontdekte nanotechnologie in de film I Robot met Will Smith waarin ‘nanieten’ – microscopisch kleine robots – werden ingezet om de ‘hersenen’ van mensrobots te vernietigen.

Ook overheden lieten zich overtuigen door de beloofde zegeningen van de revolutie op dwergschaal. Sinds 2000  hebben ze in totaal 100 miljard dollar belastinggeld in nano-onderzoek gestoken, met een kopgroep van usual supects: de Verenigde Staten, de Europese Unie, China, Japan en Rusland. Het enorme bedrag staat nog los van de investeringen van het internationale bedrijfsleven.

Na de hype van de jaren ‘00, lijkt de aandacht van het grote publiek voor nanotechnologie inmiddels langzaam te zijn weggeëbd. Hoe staat het met de revolutie? Kan de wetenschap van het kleine de grote beloftes waarmaken?

 

Kleine supergeleiders

Laten we om te beginnen beschrijven wat nanotechnologie eigenlijk is. Volgens de meest gangbare definitie gaat het om ‘maken en meten’ op de schaal tussen de 1 en 100 nanometer, oftewel atoomschaal. Als je materialen verkleint tot nanodeeltjes, of nanopartikels, blijken ze ineens onverwachtse eigenschappen te krijgen. Keramische stoffen die nauwelijks warmte of elektriciteit geleiden, gedragen zich in dunne nanolaagjes ineens als supergeleiders. Of neem goud, normaal gesproken een glimmend metaal dat nauwelijks reageert met andere stoffen (niet voor niets is de gouden trouwring populairder dan een ijzeren of houten variant). Maar eenmaal opgedeeld in nanopartikels blijkt goud ineens blauw- of roodkleurig, lost het zomaar op in water en is het enorm chemisch reactief.

De ontdekking dat nanodeeltjes een stof andere eigenschappen kunnen geven bracht wetenschappers wereldwijd zo in extase dat ze massaal nieuwe laboratoria opstartten en nieuwe apparaten ontwikkelden om op nanoschaal uitvindingen te kunnen doen.

‘Een van de meest fascinerende kanten van nanotechnologie is dat het natuurkundigen, scheikundigen, materiaalwetenschappers of biologen heeft gedwongen om elkaars taal te spreken’, zegt Roland van Vliet. ‘Ze moeten samenwerken om op nanoschaal uitvindingen te doen.’ Van Vliet is een modieuze wetenschapper met designbril en stijlvolle puntlaarzen. Bij TNO in Delft draagt hij als directeur verantwoordelijkheid voor de ontwikkeling van nano-halfgeleiders, de basis van elektronicachips. We spreken hem in zijn werkkamer aan een wiebelend bureautje dat onder een van de poten wordt gestut door het handboek EMC applied to cabling and wiring.

Van Vliet ziet de computerindustrie als drijvende kracht achter de nanorevolutie. Steeds kleinere smartphones en computers moeten steeds meer kunnen. Tot in de jaren zestig konden transistoren in een radio nog met de hand worden gesoldeerd. Gordon Moore, een van de oprichters van chipfabrikant Intel, formuleerde in 1965 zijn beroemde wet dat het aantal transistoren op een oppervlak elk jaar zou verdubbelen. Velen verklaarden hem voor gek, maar gelijk kreeg hij. Vijftig jaar later kunnen elektrische schakelingen ongeveer 20 nanometer groot zijn.

Om aan te geven hoe klein dat is, zegt Van Vliet dat we naar onze nagels moeten kijken.

Wij kijken naar onze nagels. Hij zwijgt. Dat duurt een seconde of drie.

‘Zie je iets?’, vraagt hij dan.

Wij schudden ons hoofd.

‘Ze zijn zojuist een nanometer gegroeid.’

Nederland staat er goed voor op het gebied van nanotechnologie, zegt Van Vliet. ‘Ons land is een van de wereldleiders in de chipmaakindustrie, met bedrijven als ASML, ASMI en Besi.’

We vragen hem waarom we de laatste jaren zo weinig over nanotechnologie horen. Van Vliet kijkt even voor zich uit. Dan: ‘In de jaren tachtig kreeg je veel aandacht voor ruimtevaarttechnologie. Je kon matrassen en magnetrons kopen met NASA-technologie. Dat zie je nu niet meer, maar die technologie is er nog steeds. Hetzelfde gebeurt met nano. Bedrijven zetten het niet meer op hun producten.’

Daarnaast hebben innovaties altijd een Valley of Death – mooie uitvindingen die nooit verder komen dan het laboratorium. ‘Voor een wetenschapper is het niet uitdagend om duizend keer het zelfde experiment te herhalen’, legt Van Vliet uit. ‘Maar als je wil dat je uitvinding wordt toegepast, moet je hem wel kunnen opschalen. Je hebt mensen nodig met visie en sturing die dat doen.’

Bij chipmachinefabrikant ASML in Veldhoven werken dat soort mensen, zegt hij. Hij wijst naar de lucht. ‘Stel je voor dat twee Boeings op kruissnelheid op 1,5 cm van elkaar van Amsterdam naar New York vliegen. Zo precies zijn hun machines inmiddels. Die precisie leidt tot grensverleggende uitvindingen. Dat is uiteindelijk de ultieme drijfveer voor wetenschappers en technologen om door te gaan.’

 

Boten poetsen

Voor succesvolle nanotoepassingen heb je meer nodig dan alleen techneuten en hoogbegaafde wetenschappers. Dat blijkt wel op het industrieterrein in Voorschoten, bij de loods met de mysterieuze zwarte vlek. Binnen worden we ontvangen door Thomas Allart en Michael de Kraa. Uit de inrichting blijkt hun voorliefde voor watersport: schepen op schaalmodel, oorkondes en foto’s van zeiljachten.

Tot een paar jaar geleden had Allart een onderhoudsbedrijf in de watersport. ‘Ik poetste zeiljachten.’ Aangezien zijn bedrijf op jaarbasis meer dan tweeduizend boten onder handen nam, startte Allart een zoektocht naar het allerbeste poetsmiddel. In 2008 stond hij op een watersportbeurs in Düsseldorf, waar hij een nieuw product met de naam Nanocoat tegenkwam. ‘Ik had nog nooit van nanotechnologie gehoord’, zegt hij. ‘Ik heb het uitgeprobeerd en het werkte fijn. Zo fijn dat ik niet 10 uur, maar slechts 7 uur per boot nodig had. Bovendien leek de poetslaag veel langer mee te gaan.’

De platitude van een product dat zichzelf verkoopt, bleek bewaarheid. ‘Al snel hing ik de hele dag aan de lijn met mensen die vroegen of ze ook een potje bij me konden kopen. Het werd een soort achterbakhandel. Mensen staken elkaar aan in de jachthaven: “Kijk eens buurman, ik heb mijn boot gepoetst met nanotechnologie”.’

De Duitse eigenaars van Nanocoat hadden inmiddels ook de kwaliteiten van Allart als verkoper ontdekt. Ze zochten contact met hem. Het bleek te gaan om een gepensioneerde serrebouwer en een bevriend chemicus, die samen een onderhoudsmiddel met nanodeeltjes hadden bedacht voor buitenserres. Vanwege hun leeftijd zochten een geschikte opvolger. Het werd Allart, die zo van botenpoetser veranderde in eigenaar van een nanotechnologiebedrijf. Hij trok Michael de Kraa, een bevriend ondernemer uit de evenementenbranche, aan om de organisatie te professionaliseren. Inmiddels hebben ze een internationaal distributienetwerk opgezet.

Allart: ‘Ik ben geen laborant of chemicus. Maar ik weet wel precies welke producten nodig zijn. Ik kan goed verwoorden wat voor soort coating ik nodig heb, en welke eigenschappen die moet hebben. Inmiddels weet ik natuurlijk ook wel iets van de scheikundige eigenschappen van nanodeeltjes.’

De producten van Nanocoat worden al lang niet meer alleen toegepast in de watersport. Het bedrijf heeft ook anti-graffiti coatings, bacterie-afstotende coatings en, jawel, een spray die de oorspronkelijke verfkleur kan terughalen. De klanten van Nanocoat lopen uiteen van gemeenten die iets tegen graffiti willen doen tot een van ‘s lands grootste schoonmaakbedrijven uit de zorgbranche. ‘Zij gebruiken onze bacteriewerende coating voor het schoonmaken van de patiëntenbadkamers. Die hoeven daardoor minder vaak schoongemaakt te worden. Dat scheelt tijd, geld en het is ook veiliger.’

Een van de obstakels waar ze tegenaan lopen zijn de veiligheidsaspecten van nanotechnologie. De Kraa: ‘Op de Hiswa-beurs vroegen mensen: kan ik dat spul wel aanraken? Is het niet gevaarlijk? Het kost meer tijd om mensen van de veiligheid te overtuigen dan bij traditionele producten. Dat is logisch, het is een nieuwe techniek. Maar langzamerhand zie je dat veel van de veiligheidsangsten worden ontkracht.’ Hij wijst naar een hoek van de tafel, waar het blad Verf & Inkt ligt opengeslagen. ‘Dat is een onderzoek van TNO naar het soort coatings dat wij maken. Er blijkt geen gevaar voor de gezondheid te zijn. Met zo’n studie zijn wij heel blij.’

 

Benny de Beer

Terwijl de media-aandacht voor nanotechnologie de laatste jaren verslapte, hebben uitvinders niet stilgezeten. Volgens de website van de Consumentenbond zijn in Nederland 119 producten met nanodeeltjes te koop, maar dat lijkt behoorlijk achterhaald. Een internationale inventarisatie uit 2011 telde minstens 1300 producten. De bekendste nanotoepassing is de kleurloze zonnebrandcreme met titaandioxide-bolletjes. Deze nanodeeltjes zijn doorzichtig, en kaatsen tegelijk UV-straling terug. Super handig: je kunt zien dat je bruin bent, terwijl kankerverwekkend zonlicht zo van je af ketst. Of de anti-zweet sokken met bacteriedodende nanodeeltjes. Ook in water- (en wijn-) afstotend textiel zitten nanodeeltjes. Tennisrackets of golfsticks zijn sterker en lichter dankzij nanotech. Er bestaan ijskasten die bacteriën doden, jassen die niet kreuken, aluminiumfolie waarmee eten sneller gaart en Benny de Beer, de knuffelbeer met zilver-nanopartikels om bacteriën bij kinderen weg te houden.

De meeste van deze uitvindingen zijn weliswaar praktisch, maar misschien niet meteen revolutionair. Om te weten of ‘nano’ ook haar wereldverbeterende beloftes kan inlossen, gaan we te rade bij professor doctor ingenieur Dave Blank, voorzitter van NanoNextNL, een publiek-private samenwerking tussen bedrijfsleven, universiteiten en overheid die 250 miljoen euro steekt in het ontwikkelen van nano-toepassingen. We ontmoeten hem in Den Haag.

Blank is een prachtig voorbeeld van de self-made man. Hij begon zijn opleiding aan de LTS, werkte zich via MTS en HTS op tot Technisch Natuurkundige aan de universiteit Twente. Daarna promoveerde hij, vertrok naar Cambridge waar hij geïnspireerd werd door Alec Nigel Broers, een van de pioniers op het gebied van nanotechnologie. Hij specialiseerde zich verder in de nano-materialen aan het Amerikaanse Stanford en keerde terug naar Twente. Sinds 2007 is hij directeur van MESA+ in Enschede, een van de grootste nanotechnologie-onderzoeksinstituten ter wereld.

Blank is een gedreven man die met passie kan vertellen over de stand van zaken, onderwijl strooiend met voorbeelden van veelbelovende toepassingen. Nederland, vertelt hij niet zonder trots, loopt mee in de voorhoede van het nanotech-onderzoek. ‘Per onderzoeker brengen wij meer patenten voort dan China en de Verenigde Staten samen.’ Dat gaat om toepassingen op verschillende terreinen. ‘Vier Nederlandse topinstituten op het gebied van nanotech hebben onderling een verdeling afgesproken. Groningen houdt zich veel bezig met biomaterialen, Delft met kwantumcomputers, Eindhoven met nano-elektronica en Twente met nieuwe materialen en medische nano-toepassingen.’

Nanotechnologie mag dan van de voorpagina’s zijn verdwenen, zegt Blank, dat wil niet zeggen dat de ontwikkelingen zijn gestopt. ‘We gaan naar een situatie van nano inside, producten waarin nanotechnologie is verwerkt zonder dat je dat van buiten ziet.’ Hij denkt na. Dan: ‘Ik was laatst in Zuid-Korea. Daar heb je stickers op producten waar nanotechnologie in zit verwerkt. Dat is daar verkoopbevorderend. Ook producten zonder nanotechnologie willen dolgraag zo’n stickertje.’

 

In welke producten zit nanotechnologie zonder dat wij het doorhebben?

‘Ach, zoveel. Neem de iPad. Die zit vol met nano-elektronica. De nieuwste iPad die nu wordt getest, bestaat alleen nog uit een glasplaatje. Dat scherm bevat alle elektronica, dat is de computer. Maar het kan nog mooier. Als je een plastic scherm gebruikt, kan je een oprolbare computer maken. Daar zijn al werkende prototypes van. En in een van de volgende iPhones zal een beamer zitten waarmee je op de muur kan projecteren. Allemaal dankzij nanotechnologie.’

 

Maar hoe ver staat het met de beloofde nanorevolutie?

‘Oh heel ver. Vooral de ontwikkelingen op het gebied van nanogeneeskunde zijn spectaculair. In Twente ontwikkelen we een pil die je kan inslikken en die in je darmen vloeistof naar binnen pompt. Vervolgens gaat die vloeistof langs allemaal nanodraadjes met nano-electronica en wordt hij geanalyseerd. Je hoeft niet meer je ontlasting op te vangen en naar het ziekenhuis te gaan. Deze pil gaat uit zichzelf een sms’je sturen naar je arts met de resultaten. Hij meet sneller, meer, beter en goedkoper dan nu een laborant kan doen. Als alles voorspoedig gaat, hebben we binnen twee jaar een werkend prototype. Het is onze ambitie om een pil te produceren die eerder 10 euro kost dan 1000 euro, zodat ouderen bijvoorbeeld jaarlijks zo’n pil kunnen nemen om zichzelf op darmkanker te testen.’

‘Alleen in Twente hebben we al vijftig spin-off bedrijven die nano-uitvindingen verwerken in toepassingen. Dat varieert van lab-on-a-chip tot sensors waarmee je snel koeienziektes kan meten. Of de Medimate, een klein elektronisch kastje waarmee mensen met een manisch-depressieve stoornis de hoeveelheid lithium in hun bloed kunnen bepalen. Ze hoeven alleen hun vinger erop te leggen, waardoor nanocilinders een beetje bloed afnemen zonder dat je daar ook maar iets van voelt. Die revolutie voltrekt zich wel degelijk, maar hij voltrekt zich in stilte.’

 

Sommige mensen beweren dat nanodeeltjes het nieuwe asbest zijn.

‘Die vrees is begrijpelijk. Maar nanodeeltjes zijn vele malen kleiner. Als asbest een kerstboom is, dan is een nanodeeltje de mier die er overheen loopt. Dus die vergelijking gaat niet helemaal op. Titanium-partikels in zonnebrandcreme kunnen zo door je huid heen. Wat gebeurt daarmee in je lichaam? Dat geeft natuurlijk spookverhalen. Maar daar is inmiddels wel heel veel onderzoek naar gedaan. En met nanotoepassingen zoals organ-on-a-chip [zie kader, red.] kunnen we op celniveau meten wat de effecten van stoffen zijn.’

 

In de aula van de Technische Universiteit Delft, ook wel ‘Het Ruimteschip’ genoemd, ontmoeten we Daan Schuurbiers. Hij is oprichter van De Proeffabriek en adviseert universiteiten en bedrijven over verantwoord innoveren. Schuurbiers kijkt vooral uit naar nano-ontwikkelingen die zich meer richten op brede menselijke behoeften. ‘Momenteel wordt vooral geïnvesteerd in computerchips, cosmetica en welvaartsziekten. En veel minder in malaria, waterzuivering of andere grote wereldproblemen. Dat is overigens niet typisch voor nanotechnologie, maar voor alle vormen van investeringen in technologie.’

In de wetenschappelijke wereld kwam de nano-hype rond 2004 opzetten, zegt hij. Dat viel samen met grote sommen Europees onderzoeksgeld. ‘Natuurkundigen, biologen, chemici, materiaalwetenschappers, velen verlegden hun onderzoek in de richting van nanotechnologie.’

Wetenschappers vroegen zich wel vertwijfeld af of de bevolking nanotechnologie zou accepteren. Om die angst te begrijpen, zegt Schuurbiers, moet je weten wat de gentechnologie in Europa is overkomen. Ook dat begon als hoopvolle techniek die de wereld zou verbeteren. Door het veranderen van genetische informatie van bacteriën, virussen, planten en dieren zouden ziektes verdwijnen en sterke landbouwgewassen worden gekweekt die een einde konden maken aan honger op de wereld.

Ondanks mediagenieke doorbraken zoals Schaap Dolly (gekloond uit een schapenuier en daarom vernoemd naar de voluptueuze Dolly Parton) en de genetisch gemodificeerde Stier Herman (wiens nakomelingen melk met ontstekingsremmer produceerden), liep genetische manipulatie in Europa uit op een fiasco als gevolg van een negatieve publieke opinie. Een kleine maar goed georganiseerde groep gepassioneerde tegenstanders zoals de Franse boerenactivist José Bové, wisten de Europese landbouw gentechvrij te houden. Universitaire proefvelden met gengewassen werden platgebrand en wetenschappers bedreigd. Ook in Nederland was er weerstand. In 2006 zaaide Greenpeace spinaziezaadjes op een proefveld in de Flevopolder van de universiteit Wageningen om te voorkomen dat de genetisch gemanipuleerde maïs zou uitkomen. Vandaag de dag stelt Europese gentech nog maar weinig voor bij de ontwikkelingen in de VS waar wel volop genetisch gemodificeerde soja en maïs groeien.

‘Veel ethici die zich met gentechnologie hadden bezig gehouden, zag je terug in de nanotech’, zegt Schuurbiers. In 2007 leidde het tot de oprichting van het blad NanoEthics dat, volgens de website, onder andere tot doel heeft om een tegenwicht te bieden aan ongenuanceerde publieke discussies.

In het publieke debat staan de potentiële gezondheidsrisico’s veelal centraal. Neem bijvoorbeeld koolstof nanobuisjes, een nieuw materiaal dat extreem licht is, honderd keer sterker dan staal en tegelijkertijd zeer buigzaam. Vanwege deze eigenschappen gebruiken fabrikanten ze inmiddels in rubber banden. ‘Maar wat gebeurt ermee als ze op de vuilnisbelt belanden? De fabrikant zegt: koolstof is koolstof. Maar klopt dat? Wat doen die deeltjes als ze in het menselijk lichaam terecht komen? Hopen ze zich op, of plas je ze gewoon weer uit?’ Die zorg kan niet alleen afgedaan worden als spookverhalen, vindt hij. ‘We weten het gewoon niet goed.’

 

De kracht van het kleine

Om te voorkomen dat nanotech de lijdensweg van gentech bespaard zou blijven, besloten Nederlandse wetenschap, bedrijfsleven en overheid het publiek in een vroeg stadium te betrekken. In 2009 ging in Nederland het Nanopodium van start, een publieke dialoog over de voors en tegens van nanotechnologie onder leiding van niemand minder dan Peter Nijkamp (jawel, dezelfde hoogleraar die het afgelopen jaar in een smeuïge affaire over liefdesrelaties en zelfplagiaat verzeild raakte). Een statig pand aan de Amsterdamse Herengracht fungeerde als uitvalsbasis voor de campagne om het grote publiek te bereiken. In twee jaar tijd organiseerde het Nanopodium talloze bijeenkomsten zoals het nanofestival “De Kracht van het Kleine”, onderwijsmodules en diverse debatten over onder meer nanotechnologie, vrede en veiligheid.

Begin 2011 bracht het Nanopodium een van haar laatste persberichten uit over Het Grote Nano-Onderzoek. Daaruit bleek dat Nederlanders voorzichtig sceptisch waren over nanotechnologie. Tweederde van de ondervraagden meende dat de voor- en nadelen verder moesten worden onderzocht voordat nanotechnologie op grote schaal kon worden toegepast. Tegelijkertijd gaf ruim de helft van de ondervraagden aan niet te weten wat nanotechnologie nu eigenlijk is.

Nanotechnologie heeft in Nederland geen last gekregen van de extreme tegenwind die gentechnologie eerder omver blies. Schuurbiers: ‘Het verschil is dat gentechnologie zich bezig houdt met landbouw. Daarin was alles op een bepaald moment verdacht. Mond- en klauwzeer, varkenspest, bio-industrie, gemodificeerd graan, het kwam allemaal op één hoop. De gemiddelde Europeaan zag het voordeel niet van genetische modificatie. Bij nanotech is dat anders. Dankzij nanotech hebben we allemaal een smartphone.’

Buiten Nederland leidde nanotechnologie tot meer weerstand. In het nog altijd activistische Frankrijk verstoorden demonstranten diverse congressen. Nergens was het verzet zo groot als in Mexico, waar ‘anti-technologie terroristen’ bomaanslagen op nanowetenschappers pleegden, waarbij zwaargewonden vielen. Maar de grote Nederlandse milieuorganisaties hebben in hun campagnes nauwelijks aandacht voor nanotechnologie. ‘Wij doen niets met nanotech’, zegt een woordvoerder van Greenpeace Nederland desgevraagd. ‘Misschien moet je ons internationale kantoor even bellen.’

 

Nieuwe revolutie

De Industriële Revolutie ging anderhalve eeuw geleden gepaard met veel uiterlijk vertoon: fluitende stoomtreinen, lawaaierige dieselmotoren en rokende fabriekspijpen met hallen waar tienduizenden arbeiders in overals hun machinale werk aan lopende band verrichtten. De nano-omwenteling steekt daarbij schril af. Ze speelt zich grotendeels af in de stilte van laboratoria.

Maar ook buiten het zicht van het grote publiek kan nanotechnologie ons leven radicaal veranderen. Drexlers angstbeeld van grey goo, waarbij nanorobots alle nuttige stoffen op aarde verorberen, lijkt grotendeels ontkracht. In zijn laatste boek Radical Abundance, voorspelt de visionair dat zoals internet een overvloed aan beschikbare informatie heeft gecreëerd, nanotech zal leiden tot een overvloed aan spullen. Hij voorziet een wereld waarin kleine apparaten aan de lopende band spullen uitspugen, variërend van computers tot kleding en zonnecellen.

De nanorevolutie betekent inderdaad een verregaande vorm van automatisering. Aan de Twentse nanopil die darmkanker opspoort, komt geen laborant of verpleegkundige meer te pas. Zelfreinigende auto’s of badkamers betekenen minder werk voor schoonmakers. Net als tijdens de Industriële Revolutie zullen oude banen verdwijnen en nieuwe ontstaan – iets om rekening mee te houden bij discussies over de toekomst van het onderwijs.

Een ander dilemma betreft de vraag wie eigenaar wordt van al die nano-uitvindingen. Zeker waar het innovaties in de zorg of de veiligheid betreft, maakt het nogal uit of ze in publieke of commerciële handen komen. En vergeet ook het leger niet. De Amerikaanse krijgsmacht financiert het Institute for Soldier Nanotechnologies aan topuniversiteit MIT. Onderzoekers werken daar aan lichtgewicht harnassen met nano-motorten die de spierkracht van de drager vergroten en explosies weerstaan. En aan apparaatjes die de geluidsgolven van een geweerschot analyseren waardoor in een fractie van een seconde de locatie van de sluipschutter bekend is. Dit soort vindingen kan verstrekkende gevolgen hebben voor gewapende conflicten of zelfs de machtsbalans in de wereld.

De gevolgen voor privacy zijn zo mogelijk nog groter. Als je met een simpele aanraking van een vinger al iemands bloedwaarden weet, zoals de Medimate kan, wordt het steeds moeilijker die gegevens verborgen te houden voor bedrijven of overheid. Dergelijke nanosensoren kunnen steeds meer meten. Onderzoekers van de Universiteit van Hiroshima werken momenteel aan een lichtgevoelig nanokristal, de eerste stap op weg naar camera’s die niet meer met het blote oog te zien zijn.

Hoewel ethici in bladen als NanoEthics over deze thema’s nadenken, moet de maatschappelijke discussie hierover nog beginnen.

 

Een paar weken nadat we Dave Blank hebben gesproken, ontmoeten we hem opnieuw in zijn natuurlijke habitat: het laboratorium van MESA+ op de campus van Universiteit Twente. Enthousiast laat hij ons de opstelling zien waar het allemaal mee begon: een kamer met een ingewikkelde constructie van buizen, microscopen en een laserkanon. ‘Zelf in elkaar gesleuteld met een collega’, lacht hij. ‘Het voordeel van jarenlang sleutelen aan brommers.’ Daarna leidt hij ons rond door het resultaat van een decennium nano-onderzoek: een gigantisch state of the art laboratorium met trillingsvrije vloeren (‘een aardbeving in Italië zou anders hier de nano-experimenten verstoren’), waar onderzoekers in witte stofpakken werken aan hun proeven. Blank reikt ons meermaals gekleurde labbrillen aan tegen de laserstraling. Technologische bedrijven lopen hier de deur plat om metingen te verrichten die ze in hun eigen labs nog niet kunnen uitvoeren.

Het werk van Blank blijkt ook gewone Twentenaren tot de verbeelding te spreken. Op de terugweg naar Amsterdam eten we nog een broodje bij een snackbar in het centrum van Hengelo. Zonder het doel van onze reis te kennen, begint de praatgrage eigenaar een lofzang op zijn streek. ‘En wat we hier ook hebben’, zegt hij dan. ‘We zijn een van de beste in de wereld in die hele kleine techniek… hoe heet het ook alweer?’ Zijn collega vult hem aan: ‘Volgens mij bedoel je nanotechnologie.’

 

Enkele voorbeelden van de mogelijkheden van nanotechnologie

 

Data-teleportatie

De droom van elke Suske en Wiske fan komt uit door onderzoek van de TU Delft. Bij teleportatie wordt de manier waarop een bepaald deeltje draait, de spin, verplaatst naar een ander deeltje. Professor Ronald Hansson en zijn collega’s transporteerden de spin van een koolstofatoom in een diamant naar een ander koolstofatoom, drie meter verderop.

 

High-tech spermacel

Welke man wil nu geen hoogtechnologisch zaad? Professor Oliver Schmidt uit Dresden bouwde een biologische microrobot van een menselijke spermacel en een nanobuisje. Deze hybride mini-motor wordt bestuurd met behulp van een magnetisch veld en kan op die manier medicijnen op de juiste plek in het lichaam afleveren. 

 

Kunst voor de allerkleinsten

Chemicus Wim Noorduin haalde de voorpagina van Science met kleurrijke bloemvormige kristallen die hij molecuul voor molecuul laat groeien uit een oplossing van bariumchloride en natriumsilicaat. Deze kunstwerken op nanoschaal komen van pas bij de ontwikkeling van nieuwe structuren voor chemische katalysatoren.

 

Terminator-ogen

Wetenschappers van de Universiteit Gent en micro-elektronicabedrijf Imec hebben een contactlens ontwikkeld met daarin een lcd-scherm. In de toekomst kan dit gebruikt worden voor allerlei vormen van augmented reality, waarbij je informatie over je gezichtsveld heen projecteert: de juiste route met pijlen op de weg, de prijs van een passerende auto of de relationele status van die mooie vrouw aan de bar.

 

Zichzelf reinigende auto

Scheikundige Catarina Esteves en haar collega’s van de TU Eindhoven ontdekten een coating die zichzelf weer opvult na een kleine beschadiging. Daardoor kunnen auto’s zichzelf langdurig schoon houden, gaan contactlenzen langer mee en laat je nooit meer vette vingerafdrukken achter op je mobieltje.

 

Chiporganen

Medicijnen testen op het menselijk lichaam is een riskante en tijdrovende zaak. Wetenschappers werken daarom zogenaamde ‘organen op een chip’, minuscule opstellingen met een paar orgaancellen en elektronica, waarmee gemeten kan worden wat een bepaald medicijn voor effect heeft.

 

Nanomotor in je lijf

Texaanse wetenschappers bouwden onlangs een supersnelle nanomotor, 500 keer zo klein als één zoutkorrel. Idee is dat deze nanomotor door het lichaam kan bewegen om insuline af te leveren bij mensen met suikerziekte of kankercellen kan opsporen en vernietigen zonder dat gezonde cellen er schade van ondervinden.