Nanotecnologie e regolamentazioni, a che punto siamo?

Fare ordine in quello che sappiamo sulle nanoparticelle è diventata una priorità, a partire dal laboratorio fino alle applicazioni nell'ambito della salute.

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Anche se in molti Paesi cresce l’interesse per le nanoscienze, sono carenti gli aspetti regolatori. Crediti immagine: Mstroeck, Wikimedia Commons

APPROFONDIMENTO – “Nessuno s’interessa più dei rischi legati alle nanotecnologie“. Così esordiva Andrew Mayard, direttore del Risk Innovation Lab dell’Arizona State University in un articolo pubblicato su The Conversation qualche mese fa. Mayard faceva notare come ormai i prodotti dell’industria nanotecnologica fanno notizia solo quando si tratta di battere record o di qualche curiosità più o meno appetibili, come il caso del pigmento più nero del mondo, il Vantablack S-Vis, inventato dall’artista Anish Kapoor.

È ancora presto però per considerare le nanotecnologie solo come una specie di fabbrica delle meraviglie, mentre c’è ancora molto da fare per sistematizzare diversi aspetti di un settore di ricerca e sviluppo che è già tuttora, e lo sarà sempre di più, un perno strategico dello sviluppo economico dei Paesi avanzati.

A conferma della crescita strategica delle nanoscienze, si può ricordare che solo nel biennio 2014-2015, le pubblicazioni scientifiche in questo settore hanno rappresentato quasi il 10% dell’intera produzione internazionale. Questo dato non corrisponde però necessariamente a un’organizzazione della ricerca più strutturata e consapevole di rischi e benefici dei nano-prodotti. Prendiamo il caso dell’India. Nelle classifiche stilate da StatNano, l’India appare al terzo posto, dopo Cina e Stati Uniti. Dopo un’ascesa in campo aerospaziale, l’India ha deciso di spingere l’acceleratore sulle nanoscienze, probabilmente per non ripetere l’errore fatto con la microelettronica negli anni Settanta del secolo scorso e per garantirsi quel 25% di occupazione in più prevista dalle statistiche più ottimistiche. Tuttavia, in questa corsa per mettersi alla pari con altri Paesi, l’india rischia di dimenticarsi di darsi regole appropriate in fatto di nanotecnologie, mentre la quasi totalità degli operatori nel settore, e non solo, riconosce la persistenza di un gran numero di questioni etiche e sociali da risolvere prima, oltre ai fattori di rischio.

Se paesi come l’India hanno iniziato solo ora a confrontarsi con queste realtà, comunità scientifiche con più esperienza nel settore cominciano invece a raccogliere i frutti di ricerche e di dibattiti associati al mondo nano, con almeno quindici anni di vantaggio, come uno degli ultimi studi pubblicati sulla rivista Science.

Così tanto spazio là sotto… da riordinare

Sebbene l’esplosione delle nanotecnologie sia iniziata in tempi relativamente recenti , il mondo nano, con tutte le sue potenzialità, è stato preconizzato la prima volta negli anni Cinquanta del secolo scorso. Fu Richard Feymann, durante la sua celebre lezione tenuta nel 1959 al Caltech, il California Institute of Technology, “There’s plenty of room at the bottom“, a descrivere per primo la prateria inesplorata delle nanotecnologie, prevedendo anche la possibilità di “ingoiare il dottore”, ovvero i moderni bio-materiali e nano-dispositivi in medicina.

Nel frattempo, strumenti come la microscopio a scansione elettronica e il microscopio a forza atomica, la foto-litografia e la deposizione via plasma hanno consentito il salto tra la teoria e la pratica, con risvolti che forse avrebbero meravigliato lo stesso Feymann. Nonostante gli sforzi di modificare le sostanze e le strutture materiche fino a livelli sempre più fini nella nanoscala, non c’è ancora una guida vera e propria, qualcosa che possa servire da ricettario per la produzione mirata di nuove molecole.

In questo senso, uno studio pubblicato le scorse settimane su Science descrive un primo interessante tentativo di sistematizzare in modo controllato una libreria combinatoriale di nanoparticelle. Lo strumento messo a punto dai ricercatori della Northwestern University è pargonabile a un microarray di DNA, dove centinaia di frammenti di DNA agiscono come microsonde in grado d’intentificare il profilo genico di un campione, innescando migliaia di reazioni simultaneamente. In modo simile, questo speciale e innovativo database consentirà agli scienziati di passare in rassegna milioni di differenti varianti di nanoparticelle per composizione e forma, al fine di individuare le specifiche proprietà chimico-fisiche desiderate.

Per ora, gli autori dello studio si sono limitati a cinque particelle metalliche – oro, argento, cobalto, rame e nichel – dimostrando la possibilità di ottenere 31 nanostrutture diverse grazie alla DIP Pen, una speciale nano-litografia brevettata nel 1999 che consente di modellare a piacimento le nano particelle su una superficie polimerica. I ricercatori, naturalmente, puntano più in alto. “La capacità di creare librerie di nanoparticelle aprirà una nuova frontiera di nano-combinatorica, in cui le dimensioni e la composizione diventano parametri regolabili. È un approccio molto potente per la ricerca di base, ed è solo l’inizio”, ha commentato Chad Mirkin della Northwestern University. “Mi piace paragonare il nostro approccio combinatorio a una vasta gamma di colori vivaci utili a un pittore artista che finora aveva lavorato solo con una manciata di pastelli nero, bianco e grigio”, ha dichiarato invece il coautore Vinayak P. Dravid, professore di scienza dei materiali alla McCormick School of Engineering.

Fare ordine nella conoscenza acquisita nelle nanoscienze, già in laboratorio, è diventata una priorità appena particelle e strutture in scala nano hanno iniziato a dare segnali di fragilità e possibili rischi.
La corrosione, per esempio, è un fenomeno che spesso associamo alle macrostrutture, come i ponti e gli edifici, ma costituisce anche una delle principali limitazioni delle nanotecnologie. I dati su come e quando i materiali avanzati si corrodono sono molti e frammentati, e c’è bisogno di un riferimento che li aggreghi a favore della comunità scientifica. Dal 2006, il governo cinese ha investito circa 30 milioni di dollari  per rilevare dati e raccoglierli in una piattaforma condivisa, e la Materials Genome Initiative, coordinata tra gli altri da NASA, NIST e governo USA, punta proprio a questo.

Questo tipo di fragilità strutturale può compromettere buona parte della produzione industriale delle nano-tecnologie. Tuttavia, l’allarme che finora è stato tenuto più sotto controllo, con maggiore partecipazione della società civile, è quello legato alla salute.

Nanotecnologie veloci, norme lente

La salute è una delle tre macroaree più promettenti in ricerca e sviluppo per le nanoscienze, secondo una delle ultime indagini della National Science Foundation, insieme a elettronica/fotonica e materiali.
Alla voce salute fanno riferimento i nano-biomateriali e la nanomedicina in genere, usati sia per la diagnostica che per la terapia. In questi casi, per nanotecnologie si intendono nanoparticelle ingegnerizzate, ovvero modificate ad hoc per interagire con le cellule, i tessuti e gli organi, un campo d’azione indubbiamente molto delicato. Queste particelle sono pericolose? Se sì, quanto e come si possono usare?

In Europa esistono già riferimenti per quanto riguarda i rischi legati alle sostanze chimiche in genere, come il REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals), soprattutto per i prodotti alimentari, nello specifico l’European Food Safety Authority, o farmacologici.

Un rapporto del 2013 a cura dell’OECD (Organitation for Economic Cooperation and Development) concludeva sostanzialmente che le norme disponibili attualmente in fatto di nanoprodotti sono sufficienti, e poco dopo gli faceva eco la Royal Society, ” Le nanotecnologie non pongono nuove minacce per la salute”, raccomandando solo di considere le nanoparticelle come prodotti chimici “nuovi”.

Le cose non stanno però proprio così, come fece notare in quell’occasione Rogerio Gaspar, professore di farmacologia all’Università di Lisbona. Se è vero che dal 2007 – anno di una delle prime importanti indagini predittive sull’impatto delle nanotecnologie, commissionato dal governo australiano – nel giro di cinque anni molto è stato fatto, e tutte le più importanti agenzie regolatorie prevedono le nanotecnologie, non può per forza di cosa esistere una regolamentazione già completa. Questo perché non si conoscono ancora tutte le reazioni della materia vivente a contatto con le nanoparticelle e i possibili rischi, e perché c’è ancora troppa frammentazione e opinioni diverse, tra i vari Paesi e in ciascuno di essi.

Il percorso, quindi, è ancora lungo, anche se i principali fattori di rischio siano stati già individuati in linea generale. Nel frattempo, primi passi importanti sono stati compiuti: già nel 2005, l’European Science Foundation raccomandava di approfondire tutte le conoscenze e competenze disponibili per produrre materiali sempre più affidabili, attraverso metodologie accertate e condivise. L’Unione Europea ha in seguito istituito il “Comitato Scientifico per i Rischi sanitari emergenti recentemente identificati”– SCENIHR, dedicato a tutte le possibili ricadute delle nanotecnologie, mentre in Italia ha preso vita a Milano nel 2009 la fondazione CEN (Centro Europeo di Nanomedicina).

L’Unione Europea ha inoltre finanziato nell’ambito del 7 Programma Quadro FP7 i primi i primi progetti dedicati a studiare l’impatto delle nanoparticelle, “Environmental, Health and Safety Issues“, con gruppi di ricerca italiani impegnati nello studio per esempio di effetti citotossici del nanoargento. Tra questi il progetto NanoREG  ha l’ambizione di colmare le lacune normative esistenti, andando alla radice del problema: fornire ai soggetti legislatori tutti gli strumenti e le informazioni di cui c’è bisogno, dopo aver fatto chiarezza e messo in ordine i dati della comunità scientifica.

Leggi anche: Piccoli materiali per risolvere grandi sfide ambientali

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