ربما تمت مناقشة صناعة تكنولوجيا النانو في السنوات الأخيرة أكثر من غيرها. هناك توقعات بأن يبلغ حجم هذا القطاع على مستوى العالم
173.95 مليار دولار بحلول عام 2025 ، وهو
يحقق بالفعل بعض الفوائد للتنمية المستدامة والصحة والرفاه في المجتمع.
المواد النانوية ، كما يوحي الاسم ، صغيرة للغاية - أقل من مليون متر. لديهم الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة التي تعزز قدراتها مثل الاستجابة والقوة والخصائص الكهربائية والوظائف. بسبب هذه المزايا ، يتم تضمين المواد النانوية في
المنتجات الاستهلاكية المختلفة . تستفيد صناعات مثل صناعة السيارات والكمبيوتر والإلكترونيات ومستحضرات التجميل والرياضة والرعاية الصحية من ابتكار تقنية النانو. كما ظهرت مجالات جديدة للمعرفة ، على سبيل المثال ، الطب النانوي الذي يسعى إلى تحسين قدرتنا على علاج الأمراض بشكل كبير.
ولكن بغض النظر عن مدى روعة هذا الأمر ، مع كل ابتكار ، يجب أن نحرص على النظر في تأثيره على البيئة وصحة الإنسان. وللقيام بذلك ليس بالأمر السهل. على الرغم من وجود طرق تقييم المخاطر القياسية لمجموعة واسعة من الأشياء - على سبيل المثال ، المركبات الكيميائية - لا تسمح الخصائص الفريدة للمواد النانوية بتقييمها بالطريقة نفسها تمامًا.
صحة البيئة والناس
المواد النانوية تخترق بالفعل بيئتنا ، وإن كانت بكميات صغيرة. تم العثور عليها في
المياه العادمة بسبب منتجات مثل
معجون الأسنان ،
واقية من الشمس ، أو
الجوارب مع nanosilver (منع الرائحة الكريهة) التي يمكن
غسلها بالماكينة . تُظهر العديد من الدراسات المتعلقة بالسلامة البيئية ، التي أجريت على مدى فترات زمنية قصيرة ، أن العديد من المواد النانوية يتم
امتصاصها (تشكل طبقة رقيقة) على أسطح البشرة للكائنات الحية مثل الطحالب والكلادوسيرا. أيضا ، يتم توزيع هذه المواد من خلال الجهاز الهضمي وغيرها من أجهزة الكائنات الصغيرة.
من الأهمية بمكان أن نفهم بشكل صحيح الآثار الضارة المحتملة للمواد النانوية حتى تصبح واسعة الانتشار. في الوقت الحالي ، لم تتم دراسة الآثار الطويلة المدى للمواد النانوية التي تدخل البيئة. لا نعرف كيف تدخل المواد النانوية السلسلة الغذائية إلى البيئة. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤثر على كمية الطعام والسلوك والبقاء على قيد الحياة من الأنواع المختلفة.
كما أننا نعرف القليل عن كيفية تأثير المواد النانوية على الأشخاص بجرعات صغيرة على مدار فترات زمنية طويلة. أهم طرق الاتصال هي الرئتين والجهاز الهضمي والجلد. يتم دمج المواد النانوية في
المنتجات الغذائية والتغليف ، ويمكن استنشاقها أو ابتلاعها بواسطة عمال الإنتاج. أظهرت الاختبارات أن المواد النانوية
ما زالت في الكبد بمجرد دخولها في الجسم ، لكننا لا نعرف المخاطر التي قد تشكلها على المدى الطويل.
الإجراءات الحالية للتحقق من سلامة المواد للرئة البشرية ، والهضم والجلد ، وليس استخدام الحيوانات ، مبسطة للغاية. على سبيل المثال ، لتحديد التأثير البيولوجي لاستنشاق المواد متناهية الصغر ، ينمو العلماء نظام الخلايا في إحدى الرئتين في المختبر ويعرضونه لمواد متناهية الصغر معلقة في سائل. ومع ذلك ، يوجد أكثر من 40 نوعًا مختلفًا من الخلايا في الرئة البشرية. هذه الاختبارات ليست قادرة على التنبؤ بدقة بالضرر المحتمل المرتبط بالتعرض للمواد النانوية ، ولا تحاكي بدقة تعقيد جسم الإنسان أو كيفية تعاملنا مع المواد النانوية.
الجيل القادم
لقد واجه العالم بالفعل التحديات الناجمة عن الابتكار. النظر في تجربة العالم مع
الأسبستوس (على الرغم من أنه قد تم استخدامه لآلاف السنين ، إلا أنه لم يُعرف إلا في القرن العشرين أنه مصدر للمرض) ، مع التطور المثير للجدل في
الأغذية المعدلة وراثياً ،
والأزمة المثيرة
للبلاستيك الصغير ، من المهم للغاية أن تطورات تكنولوجيا النانو لم يؤدي إلى أزمات صحية مماثلة.
يعمل فريق البحث لدينا على تحسين اختبار تقنية النانو كجزء من مشروع
PATROLS ، الذي يموله برنامج
Horizon 2020 . نجمع بين كبار الخبراء في مجال السلامة النانوية والسموم الإيكولوجية وتصميم الأنسجة والنمذجة الحاسوبية من جميع أنحاء العالم للاستفادة من أفضل الممارسات الدولية واتخاذ الإجراءات فيما يتعلق بقيود الاختبار الحالية.
نحن نستخدم بالفعل العلوم المتقدمة لتطوير نماذج جديدة من أنسجة الرئة والأمعاء والكبد لتقييم سلامة المواد النانوية. نحن نعمل على طرق تقييم السلامة الجديدة لأنظمة الاختبار والكائنات الحية البيئية (بما في ذلك الطحالب ، الكلادوسير والزرد) المختارة وفقًا لموقعها في السلسلة الغذائية. تم تصميم الجيل الجديد من الاختبارات لتقليل الاعتماد على الاختبارات على الحيوانات ، ويعزز التطور المسؤول لصناعة تكنولوجيا النانو.
بالإضافة إلى ذلك ، نحن نعمل على طريقة للتنبؤ بسلامة المواد متناهية الصغر للناس والبيئة على أساس النماذج الحسابية. سيسمح هذا بتقييم المواد النانوية الجديدة باستخدام قاعدة بيانات الكمبيوتر كتحقق أمان أولي قبل إجراء مزيد من الاختبارات.
من خلال تحسين جودة تجارب تقنية النانو دون استخدام الحيوانات ، يمكننا المساعدة في حماية المستهلكين والعمال والبيئة من أي مخاطر تتعلق بالصحة والسلامة يمكن أن يشكلوها. تُظهر تكنولوجيا النانو بالفعل فرصًا لتحسين حياتنا ، ومن خلال تحسين فهمنا لسلامة الجهاز ، يمكننا أن نتمتع بثقة أكبر بالمزايا التي توفرها هذه التكنولوجيا الجديدة.