Η ανθρώπινη κοινωνία με τη νανοτεχνολογία ζει σήμερα την περίοδο της ανακάλυψης και κατακυριάρχησης του πλαστικού. Η διαφορά είναι πως στις μέρες μας οι επιστήμονες είναι οικολογικά συνειδητοποιημένοι και δεν αποδέχονται χωρίς περαιτέρω περιβαλλοντική μελέτη τόσο εύκολα τα νανοπροϊόντα, που είναι περισσότερο γνωστά ως νανοϋλικά.
Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή για την υγεία και τους καταναλωτές η νανοτεχνολογία είναι η επιστήμη του σχεδιασμού, της παραγωγής και της χρήσης δομών και συσκευών των οποίων μία ή περισσότερες διαστάσεις είναι ίση ή και μικρότερη από τη μέγιστη τιμή της νανομετρικής κλίμακας. Ως γνωστό η νανομετρική κλίμακα περιλαμβάνει 1 – 100 νανόμετρα που συμβολίζονται ως nm. Ενα δε νανόμετρο ισοδυναμεί με 1 δισεκατομμυριοστό του μέτρου. Για να αντιληφθεί κανείς τη μικρότητα του μεγέθους αυτού αρκεί να σκεφτεί πως η διάμετρος της ανθρώπινης τρίχας είναι 80.000 nm. Ενα μόριο DNA είναι περίπου 2,5, ένας ιός 150 και ένα ερυθρό αιμοσφαίριο 7.000 νανόμετρα. Από τον παραπάνω ορισμό προκύπτει και η έννοια του νανοσωματιδίου. Δηλαδή ένα νανοσωματίδιο θα πρέπει να έχει τουλάχιστο μία διάσταση ίση ή μικρότερη των 100 nm. Μικροσκοπικά λοιπόν τα νανοσωματίδια, αλλά μεγάλοι οι φόβοι που προκαλούν η ενδεχόμενη ανεξέλεγκτη χρήση τους.
Ο όρος νανοτεχνολογία δημιουργήθηκε από τον Ιάπωνα καθηγητή του Πανεπιστημίου του Τόκιο τον Norio Teniguchi το 1974. Βέβαια η νανοτεχνολογία στην πραγματικότητα δεν είναι νέα επιστήμη. Νανοσωματίδια χρησιμοποιούσαν και κατά την αρχαιότητα. Απλά την εποχή εκείνη δεν υπήρχε η γνώση και τα μέσα για να ερμηνευτούν τα διάφορα φυσικά φαινόμενα. Είναι γνωστή η χρήση των ένθετων στο γυαλί νανοσωματιδίων χρυσού προκειμένου να προκληθεί αλλαγή των οπτικών ιδιοτήτων του κατασκευασμένου υλικού. Κλασικό παράδειγμα αποτελεί το “κύπελλο του Λυκούργου”, του μυθικού βασιλιά της Θράκης, του 4ου π.Χ. αιώνα, που ανάλογα με τη γωνία πρόσπτωσης του φωτός σ’ αυτό αλλάζει και το χρώμα του.
Ανάλογες κατασκευές γίνονται και κατά τον μεσαίωνα. Είναι τα γνωστά βιτρώ (vitreaux).
Βέβαια τα βιολογικά συστήματα του πλανήτη μας χαρακτηρίζονται από φυσικά νανοϋλικά. Για παράδειγμα η δομή των πλαγκτονικών τρηματοφόρων, των καψιδίων των ιών, του ιστού της αράχνης και του μεταξιού, οι κρύσταλλοι του κεριού που καλύπτουν τον λωτό (Diospyros kaki) ή το φύλλο του τροπαίολου (Tropaeolum majus), η “σπαθίδα” στην πατούσα των ποδιών των σαυρών γκέκο (gecko) (Eublepharis macularius) κάποια φτερά πεταλουδών, φυσικά κολλοειδή όπως το γάλα και τον αίμα, το δέρμα, τα νύχια, τα ράμφη, τα φτερά, τα κέρατα, οι τρίχες, το βαμβάκι, το μάργαρο, τα κοράλλια κι ακόμα και οι δικοί μας οστεώνες είναι όλα φυσικά οργανικά νανοϋλικά.
Τα φυσικά νανοσωματίδια του φωσφορικού ασβεστίου που βρίσκονται στο κέλυφος των αβγών της Αυστραλιανής γαλοπούλας Alectura lathami προσδίδουν σ’ αυτά μοναδικές αδιάβροχες και αντιμικροβιακές ιδιότητες. Ετσι παρόλο που τα αβγά της γαλοπούλας έχουν κελύφη λεπτότερα και αντιμικροβιακή λυσοζύμη στο ασπράδι όση και τα αβγά της κότας είναι λιγότερο ευάλωτα στα μικρόβια. Χάρη στο αμυντικό αυτό σύστημα τα ανθρωποπαθογόνα βακτήρια Pseudomonas aeruginosaκαι Escherichia coli, καθυστερούν να εισέλθουν στα αβγά της γαλοπούλας, τη στιγμή που στην κότα μέσα σε 2 – 6 μέρες διαπερνούν το κέλυφος. Η πρόσφατη επιστημονική αυτή διαπίστωση αποτελεί ευοίωνη προοπτική ανάπτυξης συστημάτων προστασίας των αβγών από μικροβιακές μολύνσεις.
Στην κατηγορία των φυσικών ανόργανων υλικών αναφέρονται οι πολύπλοκες νανοδομές αργίλου, τα οπάλια της ηφαιστειακής δραστηριότητας, οι χρωστικές, το τσιμέντο, το εξαχνούμενο διοξείδιο του πυριτίου των πυρκαγιών και πολλά άλλα.
Υπάρχουν στην αγορά εκατοντάδες νανοπροϊόντα με τεχνητά νανοσωματίδια. Ο κατάλογος είναι μακρύς. Ο Οργανισμός Οικονομικής Συνεργασίας και Ανάπτυξης (ΟΟΣΑ) τα υπολογίζει σε 1.300. Μεταξύ αυτών, προϊόντα αισθητικής (αντηλιακές κρέμες, κολόνιες, λοσιόν μαλλιών), ιατρικής (γάζες, φάρμακα κατά του καρκίνου, ραδιοφάρμακα), αθλητισμού (σανίδες snowboard, εξαρτήματα ποδηλασίας, ρακέτες και μπάλες τέννις, μπάλες bowling), ένδυσης (σεντόνια, πετσέτες, ομπρέλες τζάκετ αδιάβροχα, κάλτσες) νοικοκυριού (βρύσες, κατσαρόλες, μαχαιροπήρουνα, ψυγεία, στρώματα, ηλεκτρικές σκούπες, ξυριστικές μηχανές, μονωτικές μπογιές κατοικιών), περιβάλλοντος και ενέργειας (φωτοβολταϊκά στοιχεία, μπαταρίες), αυτοκινήτου (χρώματα, λιπαντικά, παρμπρίζ), υπολογιστών (επεξεργαστές, σκληροί δίσκοι, μικροτσίπ), παιδικά προϊόντα (αρκουδάκια, μπουκάλια, πιπίλες, υγρά πανάκια), προϊόντα βιολογικού καθαρισμού, απορρυπαντικά και τόσα άλλα. Ο συνολικός κύκλος εργασιών των νανοϋλικών το 2015 εκτιμάται ότι έφτασε στα 2 τρισεκατομμύρια δολάρια.
Σήμερα η νανοτεχνολογία φέρνει στο προσκήνιο τα οργανικά ημιαγωγά υλικά που απορροφούν το φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα, την παραγωγή έξυπνων πολυλειτουργικών κλωστοϋφαντουργικών υλικών και βιοσυμβατών νανοϋλικών που βοηθούν την ιατρική στην κατανόηση της λειτουργίας του ανθρώπινου οργανισμού. Στον τομέα της ιατρικής μάλιστα έχει αναπτυχθεί ειδικός κλάδος η νανοϊατρική. Στον κλάδο αυτό έχουν δημιουργηθεί νανορομπότ για τη μεταφορά φαρμάκων μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό και τον έλεγχο της ινσουλίνης καθώς και νανοφυσαλίδες αντιμετώπισης του καρκίνου.
Η νανοτεχνολογία είναι έτοιμη να επηρεάσει και τα συστήματα τροφίμων. Πολλές βιομηχανίες σκέπτονται τη δυνατότητα χρήσης της νανοτεχνολογίας στα τρόφιμα και στις συσκευασίες τους. Ηδη στην επεξεργασία των τροφίμων χρησιμοποιούνται νανοκάψουλες ενίσχυσης του αρώματος και των συντηρητικών, βελτίωσης της βιοδιαθεσιμότητας των θρεπτικών συστατικών, διάχυσης φυτοστεροειδών σε αντικατάσταση της χοληστερόλης του κρέατος και καλυτέρευσης του ιξώδους.
Ευρεία είναι η χρησιμοποίηση των νανοσωματιδίων σε υποκατάσταση των ζελατινοποιητών. Ακόμα τα νανοσωματίδια βρίσκουν εφαρμογή ως νανογαλάκτωμα για την καλύτερη διάθεση και διασπορά των θρεπτικών συστατικών. Με τη βοήθεια των νανοσωματιδίων επιτυγχάνεται η επιλεκτική σύνδεση και απομάκρυνση χημικών ή παθογόνων παραγόντων από τα τρόφιμα. Για παράδειγμα για την ανίχνευση της παρουσίας τροφιμογενών παθογόνων στα τρόφιμα τοποθετούνται νανοσωματίδια – δείγματα DNA, τα οποία όταν έρθουν σε επαφή με το DNA των μικροβίων παράγουν φθορισμό, που διευκολύνει την ανίχνευση. Τα επιτεύγματα της νανοτεχνολογίας βρίσκουν εφαρμογή και στη συσκευασία για τον έλεγχο και την προστασία των τροφίμων. Υπάρχουν νανοαισθητήρες που ελέγχουν τη θερμοκρασία, υγρασία και χρόνο, νανοστιβάδες που παρεμποδίζουν την καταστροφή και απορρόφηση του οξυγόνου, ηλεκτροχημικοί νανοαισθητήρες που ανιχνεύουν το αιθυλένιο και αντιμικροβιακές και αντιμυκητιακές επικαλύψεις επιφανειών με νανοσωματίδια από ασήμι, μαγνήσιο και ψευδάργυρο.
Συζητιέται μάλιστα η εφαρμογή της νανοτεχνολογίας
• Στη νανοτροποποίηση των σπόρων, των λιπασμάτων και των φυτοπροστατευτικών σκευασμάτων.
• Στον εμπλουτισμό των τροφίμων με θρεπτικές ουσίες.
• Στη δημιουργία “έξυπνων” τροφίμων, που θα δίνουν στον καταναλωτή τη δυνατότητα να επιλέγει τη γεύση ή το άρωμα.
• Στη δημιουργία “έξυπνων” συσκευασιών που θα ειδοποιούν με αλλαγή του χρώματος την υποβάθμιση κάποιου ποιοτικού χαρακτηριστικού και θα δίνουν τη δυνατότητα λεπτομερούς ανιχνευσιμότητας του τροφίμου.
Πόσο όμως αθώα είναι τα νανοσωματίδια στον ανθρώπινο οργανισμό; Στο περιβάλλον; Η νανοτεχνολογία είναι ευκαιρία ή νέο “Κουτί της Πανδώρας”; Είναι γνωστό πως τα νανοσωματίδια έχουν ένα αυξημένο εμβαδόν επιφανείας που σε συνδυασμό με τη χημική τους δομή αποκτούν μία δυναμική πιθανότητα τοξικών επιδράσεων στο ανθρώπινο σώμα. Βρέθηκε πως τα νανοσωματίδια του ασημιού είναι πιο τοξικά από τα μικροσωματίδια.
Μάλιστα, τα νανοσωματίδια του οξείδιου του τιτανίου είναι 8 φορές πιο τοξικά από τα μικροσωματίδιά του. Δεν είναι τυχαίο το γεγονός ότι η Ευρωπαϊκή Αρχή για την Ασφάλεια των Τροφίμων, η γνωστή EFSA (European Food Safety Authority) εισηγείται να συμπεριληφθεί στον ορισμό του νανοσωματιδίου και το εμβαδόν της επιφάνειάς του. Υπάρχουν μελέτες που δείχνουν ότι τα νανοσωματίδια μπορούν να επιδράσουν τοξικά στον ανθρώπινο οργανισμό. Το ανθρώπινο σώμα δεν είναι τόσο αποτελεσματικό για να αποβάλει τα νανοσωματίδια. Ακόμα τα νανοσωματίδια μπορούν να μετακινηθούν από το σημείο εισόδου και σε άλλα μέρη όπως στον εγκέφαλο και στο αίμα.
Εξάλλου δεν είναι γνωστό αν:
• Τα νανοσωματίδια μπορούν να μεταφερθούν στο μητρικό γάλα.
• Η μακροχρόνια συσσώρευσή τους έχει επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου.
• Είναι δυνατή η λήψη τους από το στόμα με ενδεχόμενη τοξική επίδραση.
• Υπάρχουν επιδράσεις στην αναπαραγωγή και ενδεχόμενη τετρατογένεση.
• Είναι τοξικά, όταν χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα στα τρόφιμα.
• Είναι δυνατή η συγχώνευσή τους στο γαστρεντερικό σύστημα.
• Αν η βιολογική συμπεριφορά τους επηρεάζει τον ανθρώπινο οργανισμό.
Στο τατουάζ δεν χρησιμοποιούνται πια τα χρώματα με μόλυβδο και άνθρακα. Υπάρχουν όμως μελάνια με νανοσωματίδια που μπορεί να διεισδύσουν στο κυκλοφοριακό σύστημα και να συσσωρευτούν στη συνέχεια στο σπλήνα και στα νεφρά και να μπλοκάρουν το φιλτράρισμα των βλαβερών ουσιών. Και είναι πια επιβεβαιωμένη από Καναδούς επιστήμονες η διείσδυση των νανοσωματιδίων στον ανθρώπινο οργανισμό.
Τα νανοσωματίδια, που τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται ευρέως σε προϊόντα προσωπικής φροντίδας κατηγορούνται για πρόκληση εγκεφαλικής βλάβης. Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Plymouth επιβεβαίωσαν πως τα νανοσωματίδια έχουν θανατηφόρο επίδραση στον εγκέφαλο και σε άλλα μέρη του κεντρικού νευρικού συστήματος. Το νανοσωματίδιο του διοξειδίου του τιτανίου (TiO2) που “τιμά” με την παρουσία του από τα καλλυντικά μέχρι τα αντιηλιακά, τα χρώματα ζωγραφικής και τις βιταμίνες βρέθηκε πως προκαλεί σοβαρές συστημικές γενετικές βλάβες στα ποντίκια. Ακόμα βρέθηκε πως σπάνε τη διπλή έλικα του DNA σε κομμάτια και προκαλούν ζημιές και φλεγμονές στα χρωμοσώματα με αποτέλεσμα να αυξάνεται ο κίνδυνος εκδήλωσης καρκίνου. Με το δίκιο του ο Σουηδός ευρωβουλευτής των Πρασίνων Carl Schlyter σε σχετική του εισήγηση αναρωτιέται:
«Οταν γνωρίζουμε ότι τα νανοσωματίδια μπορούν να διαπεράσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, πώς γίνεται να επιτρέπουμε τη διάθεση στην αγορά αντηλιακών κρεμών για τις οποίες δεν μπορούμε να εγγυηθούμε ότι δοκιμάστηκαν, ώστε να διερευνηθεί η πιθανή διαφορετική συμπεριφορά τους σε σύγκριση με προηγούμενες κρέμες;».
Στις ιριδίζουσες πέστροφες προκάλεσαν κοινοτόπια στον εγκέφαλο και νέκρωση νευρικών κυττάρων. Το Τιτάνιο από τη φύση του είναι αδρανές. Οσο όμως νανοτεμαχίζεται και αυξάνεται η επιφάνειά του τόσο συνυπεύθυνο γίνεται με το οξειδωτικό στρες. Κι είναι γνωστό πως η γενοτοξικότητα, η φλεγμονή του χρωμοσώματος και το οξειδωτικό στρες με την αύξηση της ποσότητας των νανοσωματιδίων αυτών συνδέονται πάντα με τον κίνδυνο διαταραχής της υγείας του ανθρώπινου σώματος.
Τα νανοσωματίδια εισέρχονται στον ανθρώπινο οργανισμό με την εισπνοή, από το στόμα και το δέρμα. Οι ασθένειες που σχετίζονται με αυτά δεν είναι και λίγες. Αναφέρονται το άσθμα, η βρογχίτιδα, το εμφύσημα, ο καρκίνος του πνεύμονα και διάφορες νευροεκφυλιστικές ασθένειες, όπως Πάρκινσον και Alzheimer. Βρέθηκε ακόμα πως τα νανοσωματίδια συνδέονται με την ασθένεια Crohn στο γαστρεντερικό σωλήνα και τον καρκίνου του παχέος εντέρου. Τα νανοσωματίδια που εισέρχονται στο κυκλοφορικό σύστημα εμπλέκονται στην αρτηριοσκλήρωση, στον σχηματισμό θρόμβων στο αίμα, στην αρρυθμία, στις καρδιακές παθήσεις και τελικά στον θάνατο από καρδιοπάθεια. Όταν εισέρχονται σε άλλα όργανα, όπως στο συκώτι και στον σπλήνα καταλήγουν στη λειτουργική διαταραχή τους. Διαπιστώθηκε τέλος και η συσχέτισή τους με αυτοάνοσες ασθένειες όπως τον συστηματικό ερυθηματώδη λύκο, τη σκληροδερμία και τη ρευματοειδή αρθρίτιδα.
Στην Κίνα σχετικές έρευνες επιβεβαιώνουν πως τα πολυ-αμιδο-αμινικά δενδρομερή νανοσωματίδια, τα γνωστά PAMAMs, που χρησιμοποιούνται στην ιατρική, μπορεί να προκαλέσουν βλάβη στους πνεύμονες απολήγοντας σε ένα είδος προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου τον αυτοφαγικό κυτταρικό θάνατο.
Το νανοδιοξείδιο του τιτανίου (nanoTiO2) έχει μικρή οξεία και μικρή μακροχρόνια τοξικότητα. Υστερα από μία μελέτη που αμφισβητήθηκε από ορισμένους επιστήμονες, έχει καταταγεί στην κατηγορία 3 των καρκινογόνων ουσιών.
Το νανοοξείδιο του ψευδαργύρου (nanoZnO) είναι τοξικό σε συγκέντρωση πάνω από 5 mg/m³ αέρα. Σε πειραματόζωα προκάλεσε βαριά, αλλά παροδική φλεγμονώδη αντίδραση στους πνεύμονες. Η αντίδραση αυτή ήταν ταυτόσημη σε ένταση με εκείνη των μικροσωματιδίων. Η εισπνοή σκόνης προκαλεί την ασθένεια του πυρετού του ψευδαργύρου. Θνησιμότητα μπορεί να προκληθεί μόνο σε συγκέντρωση μεγαλύτερη από 5 mg/m³ αέρα.
Οι νανοανθρακοΐνες (nano CNT) έχουν υψηλή μακροχρόνια τοξικότητα, που εξαρτάται από τον τύπο των ινών. Πρέπει να λαμβάνονται μέτρα όπως και για τις ίνες του αμιάντου για την αποφυγή ενδεχόμενης πρόκλησης μεσοθηλιώματος. Τα στάνταρ της Παγκόσμιας Οργάνωσης Υγείας είναι: μήκος ίνας μεγαλύτερο των 5 μm διάμετρο μικρότερη των 3 μm και αναλογία μήκους και διαμέτρου 3:1.
Το νανοασήμι (nano Ag) έχει μικρή οξεία και μακροχρόνια τοξικότητα.
Η νανοτεχνολογία εξελίσσεται σήμερα με πολύ γρήγορο ρυθμό. Τα συνθετικά νανοπροϊόντα έχουν κατακλύσει την παγκόσμια αγορά. Σ’ αυτή την περίπτωση η παρακολούθηση της νανοτεχνολογίας από κοντά είναι επιβεβλημένη.
Ο καταναλωτής πρέπει να είναι πάντοτε ενήμερος για ενδεχόμενες επιπτώσεις των συνθετικών νανοπροϊόντων στην υγεία του και στο περιβάλλον. Ο σκεπτικισμός για τη χρήση των νανοσωματιδίων είναι πια διάχυτος όχι μόνο στο στρατόπεδο των περιβαλλοντολόγων, αλλά και στους κόλπους επίσημων διεθνών οργανισμών. Η Greenpeace και η Friends of Earth (Φίλοι της Γης), ζητούν από την Ε.Ε. να παγώσει την παραγωγή των προϊόντων της νανοτεχνολογίας. Η Βασιλική Κοινότητα Επιστημόνων της Βρετανίας προειδοποιεί ότι οι κίνδυνοι της νανοτοξικότητας είναι σοβαροί και προβαίνει στη σύσταση να αντιμετωπίζονται τα νανοσωματίδια ως νέα χημικά συστατικά και να γίνονται νέες αναλύσεις κινδύνων πριν από την ενσωμάτωσή τους στα προϊόντα. Τα ερευνητικά αποτελέσματα για τις δευτερεύουσες επιδράσεις των νανοσωματιδίων θα πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψη από τους υπεύθυνους χάραξης της πολιτικής για την προστασία του περιβάλλοντος και της υγείας του ανθρώπου. Κι η πολιτική αυτή θα πρέπει να είναι ειλικρινής και μακριά από την επίδραση της αγοράς. Γιατί ακούγεται πως υπάρχει σκέψη να μεταβληθεί η νανομετρική κλίμακα από 1 – 100 που είναι σήμερα στο 1 – 1000. Η ανησυχία για τη διασπορά στο περιβάλλον των νανοσωματιδίων πρέπει από τώρα να θέσει σε εγρήγορση τους πολιτικούς ηγέτες. Οι βλάβες που διαπιστώθηκαν σε ζωντανούς οργανισμούς και το ενδεχόμενο της βιοσυσσώρευσης θυμίζει την ασθένεια Minamata της Ιαπωνίας για την οποία κατόπιν εορτής υπεγράφη το 2013 η ομώνυμη σύμβαση από 140 χώρες. Κι είναι φρόνιμο να “μαγειρέψουμε πριν πεινάσουμε”.
