پیامدهای اجتماعی علوم و فناوری نانو

این مقاله ابتدا به فوائد, و تاثیرات نانوتکنولوژی در حوزه های کاربردی راه بردی مختلف اشاره می کند سپس توجه خواننده رابه تاثیرات ثانویه و ناخواسته فعالیتهای نانوتکنولوژی در فرایندهای اجتماعی جلب می کند و نتیجه می گیرد که بنابر این مطلب مطالعه و پیش بینی این تاثیرات تبعی از اهمیت بالایی برخوردار است تا انتخاب, شروع و ادامه این فعالیتها بصورت صحیح و بهینه صورت بگیرد

مقدّمه

هم‌اكنون انقلابی در علوم و فنّاوری به‌خاطر توانایی‌های جدیدا&•uot; شكل‌گرفته برای اندازه‌گیری دست‌كاری و نظم‌بخشیدن مواد در مقیاس نانومتر –۱ تا ۱۰۰ میلیاردیم متر- در حال وقوع است. در مقیاس نانو، فیزیك، شیمی، زیست‌شناسی، علم مواد و مهندسی به سمت مبانی و ابزارهای واحدی همگرا می‌شود. بنابراین پیشرفت در این علوم، یك اثر بسیار دوردست خواهدداشت. مقیاس نانو نه فقط یك گام به سمت كوچك‌سازی، كه مقیاسی ذاتا&•uot; متفاوت است. بر اثر مكانیك كوانتومی، محدودیت ماده در ساختارهای كوچك، نسبت سطح به حجم زیاد و دیگر خواص، پدیده‌ها و جریانات منحصربه‌فرد، رفتار جدیدی رخ می‌نماید. بسیاری از تئوریهای كنونی ما برای مقیاس میكرومتر در ابعاد نانومتر دارای وضع وخیمی است. این تئوریهای كنونی برای توصیف پدیده‌های جدید در مقیاس نانو ناكارآمد است.هرچه دانش در مورد علوم نانو در سطح جهان افزایش می‌یابد، بیشتر آشكار می‌شود كه این ترقّی، علمی بنیادی است. در این تحوّل، تغییرات عظیمی صورت خواهدگرفت تا مواد، وسایل و سیستمهای ناشناخته، ساخته‌شوند. خواص و عملكرد بدیع مقیاس نانو را می‌توان با كنترل مواد در بلوك‌های ساختمانی‌اش، اعم از اتم، مولكول و نانوساختار بدست آورد. نانوتكنولوژی عبارتست از گرد‌آوری این نانوساختارها در مواد، سیستم‌ها و معماریهای بزرگتر- البتّه در این سیستم‌های در مقیاس بزرگ، كنترل و ساخت همچنان در مقیاس نانو باقی می‌ماند. امروز نانوتكنولوژی در طفولیت خود به‌سر می‌برد، چون تنها می‌توان ساختارهای ابتدایی این مقیاس را با مقداری دقّت عمل ساخت. با این حال، دگرگونی هایی پیش‌بینی شده‌است؛ ازجمله: چندین برابرشدن كارآیی كامپیوتر، بازسازی عضو انسان از روی بافت مهندسی‌شده، مواد (طرّاح) كه از چیدن اتمها و مولكولها مستقیما&•uot; ساخته می‌شود و ظهور پدیده‌های جدید در شیمی و فیزیك. نانوتكنولوژی ذهن دانشمندان، مهندسین و اقتصاددانان را تسخیر كرده‌است و این علاوه بر انفجار كشفیات در مقیاس نانو، به دلیل پیامدهای اجتماعی بالقوّهٔ آن نیز هست. مطابق بخشنامه‌ا‌ی كه از كاخ سفید (از ادارهٔ سیاستگزاری علوم و تكنولوژی و ادارهٔ مدیریت و بودجه) در پاییز ۲۰۰۰ به تمام ادارات دولتی فدرال فرستاده شده‌است، نانوتكنولوژی در صدر لیست رشته‌های نوظهور تحقیق و توسعه در آمریكا قرار دارد. برنامهٔ پیشگامی ملّی نانوتكنولوژی مصوب نوامبر ۲۰۰۰ كنگره، مجموع ۴۲۲ میلیون‌دلار را برای ۶ وزارتخانه و سازمان دربرداشته‌است. نانوتكنولوژی به‌خاطر كنترل مواد در مقیاس نانو جهت مراقبت‌های بهداشتی، محیط زیست، حفظ منابع و تقریبا&•uot; تمام صنایع مورد توجّه قرار گرفته‌است. شكّی نیست كه پیامدهای گسترده‌تر انقلاب علوم و فنّاوری نانو برای جامعه بسیار عمیق خواهدبود.

برنامهٔ پیشگامی ملّی نانوتكنولوژی :

برنامهٔ پیشگامی ملّی نانوتكنولوژی (NNI, http://nano.gov) یك تلاش چندسازمانه درون دولت آمریكاست، كه از برنامه گستردهٔ دولت فدرال در تحقیقات مقیاس نانو در زمینه‌های مواد، فیزیك، شیمی و زیست‌شناسی پشتیبانی می‌كند. این برنامه بطور صریح به دنبال ایجاد فرصت‌هایی برای كار میان‌رشته‌ا‌ی است كه همهٔ این رشته‌های سنتی را گردهم می‌آورد. NNI :

•به طی‌كردن تحقیقات بنیادی در علوم و مهندسی نانو سرعت خواهدبخشید

• دانش موردنیاز را برای ابتكارات تكنولوژیكی فراهم خواهدساخت.

• نیروی كار لازم را برای اكتشاف در این علم آموزش خواهدداد

• و پایه‌ا‌ی علمی برای تولید تجاری آینده حاصل خواهدكرد.

تحوّلات بالقوه‌ا‌ی در مواردی مثل مواد، ساخت و تولید، داروسازی و مراقبت‌های بهداشتی، محیط زیست و انرژی، بیوتكنولوژی و كشاورزی، الكترونیك و فنّاوری اطّلاع‌رسانی و امنیت ملّی، انتظار می‌رود. تأثیر نانوتكنولوژی بر روی بهداشت، ثروت و استانداردهای زندگی برای مردم این قرن جدید، حداقل به اندازهٔ تأثیر مجموع میكروالكترونیك، تصویربرداری پزشكی، مهندسی به كمك كامپیوتر(CAD) و پلیمرهای ساختهٔ دست بشر در قرن گذشته، خواهدبود.

NNI برای پنج فعّالیّت گسترده برنامه‌ریزی شده‌است:

·مطالعات بنیادی

· چالش‌های عمده

· مراكز و شبكه‌های برتر

·زیرساخت‌های تحقیقاتی

· و &•uot; پیامدهای اجتماعی و نیروی كار&•uot;

تحت آخرین عنوان، تأثیر نانوتكنولوژی روی جامعه –از نظر قانونی، اخلاقی، اجتماعی، اقتصادی و پرورش نیروی كار- به‌منظور كمك به شناسایی نگرانی‌های اجتماعی و راههای منتهی به آنها، بررسی می‌شود. با شروع‌شدن NNI، فرصتی استثنایی برای گردآوری مطالعات و مباحثات اجتماعی و بهره‌گیری از مطالعات اجتماعی بعنوان بخش مركزی استراتژی سرمایه‌گذاری NNI، بوجود آمده‌است.

كارگاه آموزشی NSET در مورد &•uot;پیامدهای اجتماعی علوم و فنّاوری نانو&•uot; :

مطالعه روی پیامدهای اجتماعی، موفقیت NNI را تسریع خواهدكرد و به ما كمك می‌كند تا زودتر، بهتر و مطمئن‌تر از مزایای این فنّاوری جدید، بهره‌مند شویم. در این راستا، زیركمیتهٔ علوم، مهندسی وفنّاوری نانو (NSET ) وابسته به كمیتهٔ تكنولوژی (CT) وابسته به مجمع ملّی علوم و تكنولوژی (NSTC) –كه بعنوان یك گروه بین سازمانی، NNI را هماهنگ می‌سازد- در ۲۸ و ۲۹ سپتامبر ۲۰۰۰، مسؤولیت كارگاهی آموزشی با موضوع &•uot;پیامدهای اجتماعی علوم و فنّاوری نانو&•uot; را در مؤسّسهٔ ملّی علوم بر عهده گرفت. این كارگاه آموزشی، محقّقین نانوتكنولوژی، دانشمندان علوم اجتماعی و سیاستگزارانی به نمایندگی از دانشگاه، دولت و بخش خصوصی را برای ۴ هدف زیر گردهم آورد :

بازبینی مطالعات جاری روی پیامدهای اجتماعی نانوتكنولوژی (آموزشی، فنّی، اقتصادی، پزشكی، زیست‌محیطی، اخلاقی، قانونی، فرهنگی و غیره).

شناخت روشهای تحقیق و ارزیابی برای مطالعات آیندهٔ پیامدهای اجتماعی.

ارائهٔ دورنماهایی از كوتاه‌مدت (۳ تا ۵ سال)، میان‌مدت (۵ تا ۲۰ سال) و درازمدت (بیش از ۲۰ سال) و راههای گوناگون رسیدن به آنها.

پیشنهاد زمینه‌هایی برای سرمایه‌گذاری تحقیقاتی و بهبود آموزش.

این گزارش به مواردی بسیار گسترده‌تر از علوم و مهندسی، مثل نحوهٔ تغییر جامعه توسط نانوتكنولوژی و اقدامات لازم برای آمادگی برای این تحوّل، اشاره دارد. نتیجه‌گیری و پیشنهادات این گزارش، مبنایی برای افراد درگیر در NNI و عموم مردم برای توجّه به پیامدهای آیندهٔ اجتماعی ‌است.

بخش ۲ تا ۵ این گزارش، نتیجه‌گیری و پیشنهادات بدست‌آمده از كارگاه آموزشی را نشان می‌دهد. اظهارنظرهای شركت‌كنندگان در مورد پیامدهای اجتماعی در بخش ۶ آمده‌است. لیست شركت‌كنندگان و كمك‌كنندگان به این گزارش، در &•uot;ضمیمهٔ الف&•uot; و سخنان تأییدكننده شخصیّتها در مورد NNI به‌طور انتخابی در &•uot;ضمیمهٔ ب&•uot; وجود دارد.

۲- اهداف نانوتكنولوژی

علوم و مهندسی نانو، منجر به فهم بهتر طبیعت، پیشرفت در تحقیقات و آموزش پایه‌ا‌ی و تغییرات عمده‌ا‌ی در تولید صنعتی، اقتصاد، بهداشت، مدیریت زیست‌محیطی و حفظ منابع خواهدشد. مثالهای نویدبخشی از نانوتكنولوژی كه در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده، یك بازار جهانی بالای ۱۰۰۰ میلیارددلار در سال خواهدداشت، در ذیل می‌آید :

E تولید صنعتی : انتظار می‌رود كه به محض اینكه علوم نانو موجبات درك پدیده‌های نانو، و مهندسی نانو ابزارهای لازم را تدارك ببینند، مقیاس نانومتر به یك مقیاس طولی بسیار كارا در تولید صنعتی تبدیل شود.و موادی با كارآیی بالا و خواص و كاركرد منحصربه‌فرد تولید خواهندشد كه شیمی مرسوم قادر به ساختشان نیست. تخمین زده می‌شود در۱۰ سال آینده، مواد وفرآیندهای نانوساختاری، بازاری در حد ۳۴۰ میلیارددلار داشته‌باشند (مؤسّسهٔ تحقیقاتی هیتاچی، مجلهٔ Personal Communication ، سال ۲۰۰۱).

E الكترونیك : تخمین زده شده‌است كه نانوتكنولوژی سالانه ۳۰۰ میلیارددلار برای صنعت نیمه‌هادی و مقدار مشابهی برای مدارات مجتمع (IC) در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده به‌همراه داشته‌باشد (صفحهٔ ۷۴ و ۷۵ همین گزارش).

E مراقبت‌های بهداشتی پیشرفته : نانوتكنولوژی به افزایش طول عمر، كیفیت زندگی و افزایش مهارتهای بدنی كمك می‌كند.

E داروها : حدود نصف كل تولید دارو در آینده متكی بر نانوتكنولوژی خواهدبود؛ بیش از ۱۸۰ میلیارددلار در سال در ۱۰ تا ۱۵ سال آتی (E. Cooper, Elan از شركت Nanosystems ، مجلهٔ Personal Communication ، سال ۲۰۰۰).

E كارخانجات مواد شیمیایی : كاتالیست‌های نانوساختاری در صنایع فرآوری نفت و مواد شیمیایی كاربرد دارند، با یك تخمین سالانهٔ ۱۰۰ میلیارددلار در ۱۰ تا ۱۵ سال آتی (با فرض سابقهٔ افزایش حدود ۱۰% از ۳۰ میلیارددلار موجود در سال ۱۹۹۹).

Eحمل‌ونقل : نانومواد و نانوالكترونیك، خودروهایی سبك‌تر، سریعتر و ایمن‌تر؛ و جاده‌ها، پل‌ها، باندهای پرواز، خطوط لوله و خطوط ریلی بادوام‌تر، مطمئن‌تر و ارزان‌تری ایجاد خواهدكرد. پیش‌بینی می‌شود تنها محصولات هوافضای حاصل از نانوتكنولوژی در ۱۰ سال آینده، سالانه بازاری ۷۰ میلیارددلاری داشته‌باشد (مؤسّسهٔ تحقیقاتی هیتاچی، مجلهٔ Personal Communication ، سال ۲۰۰۱).

E دوام‌پذیری منابع : نانوتكنولوژی:

· بهره‌وری كشاورزی را برای یك جمعیت بیشتر، بالا می‌برد.

· فیلتراسیون و نمك‌زدایی آب را اقتصادی‌تر می‌نماید.

· استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی، مثل تبدیل انرژی خورشیدی بسیار كارا را عملی می‌سازد

و در نتیجهٔ این كارها، نیاز به منابع كمیاب كاهش می‌یابد و با حذف آلودگی، محیط زیست تمیزتر می‌شود. فی‌المثل پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد طی ۱۰ الی ۱۵ سال، نانوتكنولوژی در امر روشنایی به پیشرفتهایی دست خواهدیافت كه می‌تواند مصرف جهانی انرژی را تا بیش از ۱۰% كاهش دهد،كه ۱۰۰ میلیارددلار صرفه‌جویی و ۲۰۰ میلیون‌تن كاهش انتشار كربن (گازهای گلخانه‌ا‌ی) را به‌همراه خواهدداشت. (صفحهٔ ۹۳، NNI: The Initiative and Its Implementation Plan)

---