آینده زیر سایه نانو

● جنبه های مثبت و منفی استفاده از فناوری نانو در محیط زیست
نانوتکنولوژی به عنوان یک فناوری کاربردی در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. کاربرد این فناوری در حوزه های مختلف، متفاوت است. این فناوری با تولید محصولات متنوع در بخش های شیمی، انرژی و محیط زیست کاربرد فراوانی دارد. البته قبل از استفاده از محصولات این فناوری در محیط زیست، لازم است ارزیابی دقیقی از تاثیرات مثبت و منفی کاربرد آنها بر محیط زیست صورت گیرد. در مطلب زیر به برخی جنبه های مثبت و منفی استفاده از فناوری نانو در محیط زیست پرداخته شده است.
فناوری نانو از همگرایی علوم فیزیک، شیمی و زیست شناسی به وجود آمده است. نانو دارای ریشه یونانی است. این فناوری توانایی کار در سطح اتم و ایجاد ساختارهایی که نظم مولکولی کاملاً جدیدی دارند را فراهم می آورد. ماده اصلاح شده در مقیاس نانو، خصوصیات جدید و مفیدی را دارا می شود که قبلاً در آن مشاهده نمی شد. بسیاری از متخصصان، محققان، مهندسان و دانشمندان علوم اجتماعی و سیاستمداران معتقدند که فناوری نانو موجب تغییرات مهمی در جامعه می شود و این تغییرات می تواند اهمیت تاثیرات حاصل از ساخت کامپیوتر را نشان دهد. فناوری نانو این امکان را ایجاد می کند که مواد جدیدی تولید کنیم، موادی که به صورت بالقوه می تواند اثرات مثبت یا منفی روی محیط زیست و بهداشت داشته باشند.
● تاثیرات سودمند فناوری نانو بر محیط زیست
فناوری های امیدبخش شامل حسگرها یا سنسورها و سایر دستگاه های به کار رفته برای آشکارسازی آلودگی و برطرف کردن آنها است. برخی کاربردهای سودمند فناوری نانو در ذیل آورده شده است؛سنسورها یاحسگرها؛ انواع گسترده یی از حسگرهای زیستی و روش های مربوطه طی چند سال گذشته در بازار معرفی شده اند.
این دستگاه های آنالیتیکی از عناصر تشخیص بیولوژیکی تشکیل می شوند که با آشکارسازی های سیگنال مرتبط هستند (مثلاً آنزیم ها، میکروارگانیسم ها و غیره). این دستگاه ها نسبت به حضور و غلظت آنالیست واکنش داده و پاسخی قابل اندازه گیری تولید می کنند. نانومواد و نانوساختار های جدید مانند نانوذرات، نانوکریستال ها، نانولوله های کربنی، نانوالیاف و فیلم نازک به عنوان دستگاه های حسگر مشخص شده اند. نانوذرات کاربردهای بسیاری در سنسورها دارند. نانوذرات، نانوکریستال های نیمه هادی درخشان و نقاط کوانتومی دسته یی از نانوحسگرهایی هستند که توانایی آشکار کردن سموم موجود در محیط را دارند و مشخص شده است که نانوکریستال ها و نقاط کوانتومی همراه با پادتن ها می توانند به طور همزمان چهار نوع سم را آشکار کنند.
این نوع نانوسنسورها برای آشکارسازی همزمان چند آلاینده در نمونه های آب یا خاک با ظرفیت آشکارسازی حساسیت بالا به کار می رود. تحقیقات زیادی روی نانوساختارهای لوله یی و متخلخل از قبیل نانولوله های کربنی انجام شده است. این نانوساختارها در حسگرهای زیستی برای افزایش کیفیت و فعالیت بیومولکول های ساکن استفاده می شوند. خواص ابعادی، شیمی سطح و الکترونیک نانولوله های کربنی آنها را به موادی ایده آل برای استفاده در حسگرهای شیمیایی و بیوشیمیایی تبدیل کرده است. پیش بینی می شود که فناوری نانو موجب افزایش حساسیت حسگرها و تولید ارزان و خودکار آنها شود و بتواند در آزمایشگاه و خارج از آن جهت آشکارسازی سریع مواد سمی و بیماری زا (پاتوژن) به کار رود.
نسل جدیدی از نانوذرات به منظور حذف هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه یی که به سختی از آب یا خاک آلوده حذف می شوند، طراحی شده است.
غشای نانو فیلتراسیون؛ استفاده از غشای نانوفیلتراسیون جهت حذف نمک های چندظرفیتی عناصری مانند کلسیم، آهن، منگنز، اورانیوم و برخی آفت کش ها، راهکار دیگری است که توسط فناوری نانو ارائه می شود.
تصفیه آب های سطحی و زیرزمینی و نیز حذف میکروارگانیسم ها و کاهش تیرگی و سختی آب و دفع شوری و نمک زدایی آب از دیگر فواید فناوری نانو است.
نانوذرات؛ وجود نانوذرات در رنگ ها باعث می شود که رنگ ها با خواص مطلوب و بهبودیافته با مصرف حلال های کمتر تولید شوند. فعالیت سطحی بالای نانوذرات نشان دهنده یکی از جالب ترین خصوصیات این مواد است که می تواند کاربردهای وسیعی در صنعت داشته باشد.
انتظار می رود فناوری نانو نقش مهمی در حذف آلاینده ها ایفا کند، اصلاح خاک آلوده با استفاده از این فناوری به راحتی صورت پذیرد و همچنین در توسعه فرآیند تولید سبز که انتشار و تولید مواد زائد را کاهش دهد، مهم واقع شود.
فناوری نانو موجب کاهش مصرف مواد خام مورد نیاز شده و بنابراین از منابع طبیعی محافظت می کند. به طور کلی فناوری نانو با کارآمد کردن دستگاه ها و ابزار مورد استفاده در بخش های مختلف و نیز با کاهش مصرف ماده خام و انرژی گامی موثر در جهت حفاظت از منابع طبیعی و محیط زیست برداشته است.
● تاثیرات مخرب فناوری نانو بر محیط زیست
ذرات نانو و فناوری نانو جدای از مفید بودن می توانند دارای خطرات احتمالی نیز باشند، بنابراین باید مسائل مرتبط با ایمنی و خطرات احتمالی همراه با این روش های جدید را در نظر گرفت. ذرات نانو ممکن است سرعت جهش باکتری ها را افزایش دهند و تهدیدی بالقوه برای محیط زیست و سلامت انسان باشند.
به رغم اینکه فناوری نانو محصولات موجود را موثرتر و کارآمدتر می کند، اندازه این ذرات که جزء خواص مهم آنها است، می تواند سلامتی و محیط زیست را تهدید کند. این ذرات از گرده های گل گیاهان و مواد حساسیت زای معمولی نیز کوچک تر هستند و می توانند تولید حساسیت کنند. این ذرات می توانند به سیستم دفاعی و ایمنی بدن موجودات زنده و انسان حمله کنند. بعضی از این ذرات می توانند پس از تنفس به کیسه های هوایی ریه ها آسیب برسانند که در این بین ماکروفاژها سعی می کنند تا آنها را از بین ببرند و مانع از عبور این ذرات و ورود آنها به خون شوند ولیکن ماکروفاژها در تشخیص ذرات با قطر کمتر از ۷۰ نانومتر دچار مشکل می شوند و این ذرات می توانند به آسانی در خون نفوذ کنند
. گزارش شده است که نانوذرات مانند کربن سیاه و دی اکسیدتیتانیوم که در فرآیندهای صنعتی کاربرد زیادی دارند و به آلودگی هوا نیز کمک می کنند، موجب ایجاد التهاب و جراحت های پوستی شده و در ریه باقی مانده و انباشته می شوند. ذرات اکسیدروی و دی اکسید تیتانیوم باعث تولید رادیکال های آزاد در سلول پوستی شده و به DNA آسیب می رسانند و این آسیب به DNA موجب جهش می شود و تغییراتی در ساختمان پروتئین به وجود می آورد که ممکن است باعث سرطان و تومور شود.
به نظر می رسد که اکتیویته سطح و اندازه ذره عوامل اصلی در سمی بودن نانوذرات باشند. منابع احتراق مانند اجاق های خوراک پزی گازی، احتراق گاز صنعتی و انواع وسایل گرم کننده خانگی موادی را تولید می کنند که محتوی صدها یا هزاران نانولوله کربنی هستند و ساختارهای نانوکریستالی دارند. شواهد حاکی از آن است که نانولوله های کربنی فرآوری نشده می توانند آئروسل را طی جابه جا کردن به وجود آورند. کارخانجاتی که موادی بر پایه نانولوله های کربنی مانند فولرن تولید می کنند، می توانند باعث از بین رفتن گلوتامین و آسیب اکسیداتیو بر مغز ماهیان شوند. همچنین فولرن در خاک می تواند حرکت کرده و توسط کرم های خاکی جذب شود و به این ترتیب وارد زنجیره غذایی شود.
نانوذرات طبیعی احتراق احتمالاً مهمترین منبع تولید ذرات نانوی طبیعی در محیط زیست هستند. انتشار نانوذرات مهندسی شده در محیط زیست خطرناک تر از ذرات طبیعی است، زیرا آنها مواد جدیدی هستند و انسان ها و موجودات زنده دیگر ممکن است دارای مکانیسم های دفاعی کافی در مقابل آنها نباشند. بررسی ها نشان می دهد که به طور کلی ذرات نانوکربنی و دی اکسیدتیتانیوم سمی تر از ذرات بزرگ همان مواد هستند.
● جمع بندی و تحلیل
در سال های اخیر، پیشرفت های سریع علوم و فنون به ویژه در زمینه نانوتکنولوژی، تحولاتی بزرگ را در زمینه های پزشکی، کشاورزی، صنعت، محیط زیست و علوم پایه زیستی در پی داشته است.
امروزه نقش نانوتکنولوژی در همه ابعاد روشن است، اما جنبه دیگر این توانمندی، خطرات احتمالی مرتبط با استفاده از محصولات فناوری نانو است که در صورت رعایت نکردن قوانین و مقررات خاص ایجاد می شود.
بنابراین ضمن تاکید بر اهمیت فناوری نانو، لازم است آیین نامه هایی جهت انجام ایمن و سالم استفاده از محصولات نانو تهیه و تدوین شود تا بر اساس آن بتوان کنترل و نظارت بر کلیه فعالیت های نانوتکنولوژی را اعمال کرد. در واقع دولت ها موظفند علاوه بر تدوین استراتژی ملی و تصویب چارچوب سازمانی برای نانوتکنولوژی، شرایط قانونی تحقیق و توسعه را مشخص کنند.
از این رو پیشنهاد می شود یکی از این زیرساخت های قانونی، قانون «ایمنی نانو» باشد. در واقع، ایمنی نانو به سیاست ها و روش های اتخاذ شده جهت اطمینان از کاربرد بی خطر محصولات نانو از نظر محیط زیست و سلامت انسان اطلاق می شود.
از این رو تدوین این سیاست ها و قوانین امری ضروری به نظر می رسد. کمااینکه در حال حاضر در برخی از کشورهای پیشرفته مانند ایالات متحده امریکا، انگلستان، فرانسه، آلمان و ژاپن قوانین ایمنی نانو وجود دارد و در هر یک از بخش های مرتبط با محصولات نانو کمیته هایی مشغول فعالیت هستند.
کشورهایی مانند چین و هند نیز قوانینی در این مورد وضع کرده اند و در حال سازماندهی کمیته ها هستند. از این رو تدوین این قوانین و برنامه ریزی جهت سازماندهی کمیته های مرتبط، در کشور ما نیز امری ضروری به نظر می رسد.

مژگان جندقی

منبع : روزنامه اعتماد