Nanotech - de stille revolutie Vijfentwintig jaar nanotechnologie heeft veel opgeleverd: zweetvrije sokken, kleurloze zonnebrandcrème en Benno, de bacteriedodende beer. Maar de nanorevolutie belooft nog veel meer. En Nederland loopt voorop. Door Michiel Hulshof en Menno van der Veen De vlek is zwart en heeft een doorsnede van zo’n twee meter. Hij zit op een oude opslagloods die ooit stralend antraciet moet zijn geweest. Jaren van zon, wind en regen hebben de golfplaten doen verkleuren tot een vaal, viezig en oneffen donkergrijs. Maar ter plaatse van de vlek heeft een onzichtbare kracht de laklaag weer in oude glorie doen herstellen. Hoe dat kan? Nanotechnologie. Vijfentwintig jaar geleden maakte het grote publiek voor het eerst kennis met nanotechnologie. Knappe koppen uit wetenschap en bedrijfsleven voerden al langer een verbeten strijd om klein, kleiner, kleinst; thuiscomputers kregen in razend tempo meer rekenkracht dankzij steeds kleinere computerchips. Maar wat onderzoekers van technologiegigant IBM in november 1989 presteerden, ging het voorstellingsvermogen te boven. Ze knutselden het kleinste logo ter wereld in elkaar door 35 losse atomen zo te rangschikken dat ze de letters IBM vormden. Om een idee te geven van de enorme (of juist minieme) omvang van hun prestatie: een mensenhaar heeft een dikte van ongeveer 1 miljoen atomen. Het ingenieurswerk op de schaal van een nanometer (een miljardste meter) betekende volgens believers niets minder dan het begin van een tweede Industriële Revolutie. Met nanotech, zo droomden ze, kon de mens alle materie opnieuw opbouwen, molecuul voor molecuul, om zo een nieuwe en verbeterde werkelijkheid scheppen. Populaire lekenboeken zoals Nanotechnology for dummies somden grenzeloze mogelijkheden op: dankzij nanotechnologie konden wetenschappers superstevige materialen maken, ziektes in een vroeg stadium opsporen en extreem kleine machines maken. Nanotech bood oplossingen voor zo’n beetje alle grote wereldproblemen: watervervuiling, afvalverwerking, energievoorziening of klimaatverandering. Het zou kanker de wereld uit helpen, zorgen voor beter voedsel en goedkopere gezondheidszorg. Bovendien maakte nanotech het leven eindeloos comfortabel door alle voorwerpen van kleine chips te voorzien. ‘There is probably not a walk of life that won’t be affected by nanotechnology eventually’, meende het meepraatboek. Het bedrijfleven omarmde ‘nano’ als positieve, toekomstgerichte term, ook voor producten waar weinig nanotechnologie aan te pas kwam. In 2005 lanceerde Apple de ‘iPod Nano’ en in 2008 presenteerde de Indiase autofabrikant Tata de inmiddels razend populaire ‘Tata Nano’. Hollywood ontdekte nanotechnologie in de sciencefiction I Robot met Will Smith waarin ‘nanieten’ - microscopisch kleine robots - werden ingezet om de ‘hersenen’ van mensrobots te vernietigen.
Ook overheden lieten zich overtuigen door de beloofde zegeningen van de revolutie op dwergschaal. Sinds 2000 hebben ze wereldwijd in totaal 100 miljard dollar aan belastinggeld in nano-onderzoek gestoken, met een kopgroep van usual supects: de Verenigde Staten, de Europese Unie, China, Japan en Rusland. Dat bedrag staat nog los van de investeringen van het internationale bedrijfsleven in de nieuwe technologie. Na de hype van de jaren ‘00, lijkt de aandacht van het grote publiek voor nanotechnologie inmiddels langzaam te zijn weggezakt. Hoe staat het met de revolutie? Kan de wetenschap van het kleine haar grootse beloftes waar maken? Laten we om te beginnen beschrijven wat nanotechnologie eigenlijk is. Volgens de meest gangbare definitie gaat het om ‘maken en meten’ op de schaal tussen de 1 en 100 nanometer, oftewel atoomschaal. Als je materialen verkleint tot nanodeeltjes, of nanopartikels, blijken ze ineens onverwachtse eigenschappen te krijgen. Keramische stoffen die nauwelijks warmte of elektriciteit geleiden, gedragen zich in dunne nanolaagjes ineens als supergeleiders. Of neem goud, normaal gesproken een glimmend metaal dat nauwelijks reageert met andere stoffen (niet voor niets is de gouden trouwring populairder dan een ijzeren of houten variant). Maar eenmaal opgedeeld in nanopartikels blijkt goud ineens blauw- of roodkleurig, lost het zomaar op in water en is het enorm chemisch reactief. De ontdekking dat nanodeeltjes een stof andere eigenschappen kunnen geven bracht wetenschappers wereldwijd zo in extase dat ze massaal nieuwe laboratoria opstartten en nieuwe apparaten ontwikkelden om op nanoschaal uitvindingen te kunnen doen. ‘Een van de meest fascinerende kanten van nanotechnologie is dat het natuurkundigen, scheikundigen, materiaalwetenschappers of biologen heeft gedwongen om elkaars taal te spreken’, zegt Roland van Vliet. ‘Ze moeten allemaal samenwerken om op nanoschaal uitvindingen te doen.’ Van Vliet is een modieuze wetenschapper met designbril en stijlvolle puntlaarzen. Bij TNO in Delft draagt hij als manager verantwoordelijkheid voor de ontwikkeling van nano-halfgeleiders, de basis van elektronicachips. We spreken hem in zijn werkkamer aan een wiebelend bureautje dat onder een van de poten wordt gestut door het handboek EMC applied to cabling and wiring. Van Vliet ziet de computerindustrie als drijvende kracht achter de nanorevolutie. Smartphones en computers moeten steeds meer kunnen in een steeds kleinere behuizing. Tot in de jaren zestig werden radio-transistoren met de hand gesoldeerd. Gordon Moore, een van de oprichters van chipfabrikant Intel, formuleerde in 1965 zijn beroemde wet dat het aantal transistoren op een oppervlak elk jaar zou verdubbelen. Velen verklaarden hem voor gek, maar gelijk kreeg hij. Vijftig jaar later kunnen elektrische schakelingen ongeveer 20 nanometer groot zijn. Om aan te geven hoe klein dat is, zegt Van Vliet dat we naar onze nagels moeten kijken. Wij kijken naar onze nagels. Hij zwijgt. Dat duurt een seconde of drie. ‘Zie je iets?’, vraagt hij dan. Wij schudden ons hoofd. ‘Ze zijn zojuist een nanometer gegroeid.’
Nederland staat er goed voor als het gaat om nanotechnologie, zegt Van Vliet. ‘Ons land is een van de wereldleiders in de chipmaakindustrie, met bedrijven als ASML, ASMI en Besi.’ We vragen hem waarom we de laatste jaren zo weinig over nanotechnologie horen. Van Vliet kijkt even voor zich uit. Dan: ‘In de jaren tachtig had je ineens veel aandacht voor ruimtevaarttechnologie. Je kon matrassen en magnetrons kopen met NASA-technologie. Dat zie je nu niet meer, maar die technologie is er nog steeds. Hetzelfde gebeurt met nano. Bedrijven zetten het niet meer op hun producten.’ Maar er is ook meer aan de hand. Zoals bij elke nieuwe innovatie heeft nanotechnologie zijn eigen Valley of Death, een verzameling mooie uitvindingen die nooit verder komen dan het laboratorium. ‘Voor een wetenschapper is het niet echt uitdagend om duizend keer het zelfde experiment te herhalen’, legt Van Vliet uit. ‘Maar als je wil dat je uitvinding wordt toegepast, moet je hem wel kunnen opschalen. Je hebt mensen nodig met visie en sturing die dat doen.’ Bij chipmachinefabrikant ASML in Veldhoven werken dat soort mensen, zegt hij. Hij wijst naar de lucht. ‘Stel je voor dat twee Boeings op kruissnelheid op 1,5 cm van elkaar van Amsterdam naar New York vliegen. Zo precies zijn hun machines inmiddels. Die precisie leidt tot grensverleggende uitvindingen. Dat is uiteindelijk de ultieme drijfveer voor wetenschappers en technologen om door te gaan.’ Voor succesvolle nanotoepassingen heb je meer nodig dan alleen techneuten en hoogbegaafde wetenschappers. Dat blijkt wel op het industrieterrein in Voorschoten, bij de loods met de mysterieuze zwarte vlek. Binnen worden we ontvangen door Thomas Allart en Michael de Kraa. Uit de inrichting blijkt hun voorliefde voor watersport: schepen op schaalmodel, oorkondes en foto’s van zeiljachten. Tot een paar jaar geleden had Allart een onderhoudsbedrijf in de watersport. ‘Ik poetste zeiljachten.’. Aangezien zijn bedrijf op jaarbasis meer dan tweeduizend boten poetste, ging Allart op zoek naar het beste en handigste poetsmiddel dat hij kon vinden. In 2008 stond hij op een watersportbeurs in Düsseldorf, waar hij een nieuw poetsmiddel tegenkwam met de naam Nanocoat. ‘Ik had nog nooit van nanotechnologie gehoord’, zegt hij. ‘Ik heb het uitgeprobeerd en het werkte fijn. Zo fijn dat ik niet 10 uur, maar slechts 7 uur per boot nodig had. Bovendien bleek de poetslaag veel langer mee te gaan.’ De platitude van een product dat zichzelf verkoopt, bleek bewaarheid. ‘Al snel hing ik de hele dag aan de lijn met mensen die vroegen of ze ook een potje bij me konden kopen. Het werd een soort achterbakhandel. Mensen staken elkaar aan in de jachthaven: “Kijk eens buurman, ik heb mijn boot gepoetst met nanotechnologie”.’ De Duitse eigenaars van Nanocoat hadden inmiddels ook de kwaliteiten van Allart als verkoper ontdekt en namen contact met hem op. Het bleek te gaan om een gepensioneerde serrebouwer en een bevriend chemicus, die samen een onderhoudsmiddel met nanotechnologie hadden bedacht voor buitenserres. Vanwege hun leeftijd zochten een geschikte opvolger. Het werd Allart, die zo van botenpoetser veranderde in eigenaar van een nanotechnologiebedrijf. Hij trok Michael de Kraa, een bevriend ondernemer uit de evenementenbranche, aan om de organisatie te professionaliseren. Inmiddels hebben ze een internationaal distributienetwerk opgezet.
Allart: ‘Ik ben geen laborant of chemicus. Maar ik weet wel precies welke producten nodig zijn. Ik kan precies verwoorden wat voor soort coating ik nodig heb, en welke eigenschappen die moet hebben. Inmiddels weet ik natuurlijk ook wel iets van de scheikundige eigenschappen van veel nanodeeltjes.’ De producten van Nanocoat worden al lang niet meer alleen toegepast in de watersport. Het bedrijf heeft ook anti-graffiti coatings, bacterie-afstotende coatings en natuurlijk de spray die de oorspronkelijke verfkleur van een oppervlak kan terughalen. Hun klanten lopen uiteen van gemeenten die iets tegen graffiti willen doen tot een van ‘s lands grootste schoonmaakbedrijven uit de zorgbranche. ‘Zij gebruiken onze bacteriewerende coating voor het schoonmaken van de patiëntenbadkamers. Die hoeven daardoor minder vaak schoongemaakt te worden. Dat scheelt tijd, geld en het is ook veiliger.’ Een van de obstakels waar ze nog wel eens tegenaan lopen zijn de veiligheidsaspecten van nanotechnologie. Michael de Kraa: ‘Op de Hiswa-beurs vroegen mensen: kan ik dat spul wel aanraken? Is het niet gevaarlijk? Het kost meer tijd om mensen van de veiligheid te overtuigen dan bij traditionele producten. Dat is logisch, het is een nieuwe techniek. Maar langzamerhand zie je dat veel van de veiligheidsangsten worden ontkracht.’ Hij wijst naar een hoek van de tafel, waar het blad Verf & Inkt ligt opengeslagen. ‘Dat is een onderzoek van TNO naar het soort coatings dat wij maken. Er blijkt geen gevaar voor de gezondheid te zijn. Met zo’n studie zijn wij heel blij natuurlijk.’ Terwijl de media-aandacht voor nanotechnologie de laatste jaren verslapte, hebben uitvinders niet stilgezeten. Volgens de website van de Consumentenbond zijn in Nederland nog maar 119 producten met nanodeeltjes te koop, maar dat lijkt een forse onderschatting: volgens internationaal onderzoek ging het in 2011 al om minstens 1300 producten. De bekendste nanotoepassing is de kleurloze zonnebrandcreme met titaandioxide-bolletjes. Deze nanodeeltjes zijn doorzichtig, en kaatsen tegelijk UV-straling terug. Super handig: je kunt zien dat je bruin bent, terwijl kankerverwekkend zonlicht zo van je af ketst. Of de anti-zweet sokken met nanozilver, dat een bacteriedodende werking heeft. Ook in water (en wijn!) afstotend textiel zitten nanodeeltjes. Tennisrackets of golfsticks zijn sterker en lichter dankzij nanotech. Er bestaan ijskasten die bacteriën doden, jassen die niet kreuken, aluminiumfolie waarmee eten sneller gaart en tenslotte Benny de Beer, de knuffelbeer met zilver-nanodeeltjes om bacteriën bij kinderen weg te houden. De meeste van dit soort uitvindingen zijn praktisch, maar wellicht niet revolutionair. Om te weten of nanotechnologie ook haar wereldverbeterende beloftes kan inlossen, gaan we te raden bij professor doctor ingenieur Dave Blank, voorzitter van NanoNextNL, een publiek-private samenwerking tussen bedrijfsleven, universiteiten en overheid die 250 miljoen euro steekt in het ontwikkelen van nano-toepassingen. We ontmoeten hem in Den Haag. Blank is een prachtig voorbeeld van de self made man. Hij begon zijn opleiding aan de LTS, werkte zich via MTS en HTS op tot Technisch Natuurkundige aan de universiteit Twente. Daarna promoveerde hij, vertrok naar Camebridge waar hij geïnspireerd werd door Alec Nigel Broers, een van de pioniers op het gebied van nanotechnologie. Hij specialiseerde zich verder in de nano-materialen aan het Amerikaanse Stanford en keerde terug naar Twente. Sinds 2007 is hij directeur van
MESA+ in Enschede, een van de grootste nanotechnologie-onderzoeksinstituten ter wereld. Blank is een gedreven man die met passie kan vertellen over de stand van zaken, onderwijl strooiend met voorbeelden van veelbelovende nano-toepassingen. Nederland, vertelt hij niet zonder trots, doet mee in de voorhoede van het nanotech-onderzoek. ‘Wij brengen meer patenten voort op het gebied van nanotechnologie dan China en de Verenigde Staten samen.’ Dat gaat om toepassingen op verschillende terreinen. ‘Nederland heeft vier topinstituten op het gebied van nanotech, die onderling een soort verdeling hebben afgesproken. Groningen houdt zich veel bezig met biomaterialen, Delft met kwantumcomputers, Eindhoven met nano-electronica en Twente met nieuwe materialen en medische nano-toepassingen.’ Nanotechnologie mag dan van de voorpagina’s zijn verdwenen, zegt Blank, dat wil niet zeggen dat de ontwikkelingen zijn gestopt. ‘We gaan naar een situatie van nano inside, producten waarin nanotechnologie is verwerkt zonder dat je dat van buiten ziet.’ Hij lacht. Dan: ‘Ik was laatst in Zuid-Korea. Daar heb je stickers op producten waar nanotechnologie in zit verwerkt. Dat is verkoopbevorderend. Ook producten zonder nanotechnologie willen dolgraag zo’n stickertje.’ In welke producten zit nanotechnologie zonder dat wij het doorhebben? ‘Ach, zoveel. Neem de iPad. Die zit vol met nano-elektronica. De nieuwste iPad die nu wordt getest, bestaat alleen nog uit een glasplaatje. Dat scherm bevat alle elektronica, dat is de computer. Maar het kan nog mooier. Als je een plastic scherm gebruikt, kan je een oprolbare computer maken. Daar zijn al werkende prototypes van. En in de iPhone 7 zal een beamer zitten waarmee je op de muur kan projecteren. Allemaal dankzij nanotechnologie.’ Maar hoe ver staat het met de beloofde nanorevolutie? ‘Oh heel ver. Vooral de ontwikkelingen op het gebied van nanogeneeskunde zijn spectaculair. In Twente ontwikkelen we een pil die je kan inslikken en die in je darmen vloeistof naar binnen pompt. Vervolgens gaat die vloeistof langs allemaal nanodraadjes met nano-electronica en wordt hij geanalyseerd. Je hoeft niet meer je ontlasting op te vangen en naar het ziekenhuis te gaan. Deze pil stuurt uit zichzelf een sms’je naar je arts met de resultaten. Hij meet sneller, meer, beter en goedkoper dan nu een laborant kan doen. Als alles voorspoedig gaat, hebben we binnen twee jaar een werkend prototype. Het is onze ambitie om een pil te produceren die eerder 10 euro kost dan 1000 euro, zodat ouderen bijvoorbeeld jaarlijks zo’n pil kunnen nemen om zichzelf op darmkanker te testen.’ ‘Alleen in Twente hebben we al vijftig spin-off bedrijven die nano-uitvindingen verwerken in toepassingen. Dat varieert van lab-on-a-chip tot sensors waarmee je snel koeienziektes kan meten. Of de Medimate, een klein elektronisch kastje waarmee mensen met een manisch-depressieve stoornis de hoeveelheid lythium in hun bloed kunnen bepalen. Ze hoeven alleen hun vinger erop te leggen, waardoor nanocilinders een beetje bloed afnemen zonder dat je daar ook maar iets van voelt. Die revolutie voltrekt zich wel degelijk, maar hij voltrekt zich in stilte.’ Hoe zit het met de gezondheidsgevaren van nanodeeltjes?
‘Het is begrijpelijk dat daar vragen over bestaan. Nanodeeltjes zijn vele malen kleiner dan bijvoorbeeld asbest. Als asbest een kerstboom is, dan is een nanodeeltje de mier die er overheen loopt. Titanium-deeltjes in zonnebrandcreme kunnen zo door je huid heen vallen. Wat gebeurt daarmee in je lichaam? Dat geeft natuurlijk spookverhalen. Maar daar is inmiddels wel heel veel onderzoek naar gedaan.’ In de aula van de Technische Universiteit Delft, ook wel ‘Het Ruimteschip’ genoemd, ontmoeten we Daan Schuurbiers. Hij is oprichter van De Proeffabriek en adviseert universiteiten en bedrijven over verantwoord innoveren. In de Nederlandse wetenschappelijke wereld kwam de nano-hype rond 2004 opzetten, zegt hij, mede veroorzaakt door grote sommen Europees onderzoeksgeld. ‘Natuurkundigen, biologen, chemici, materiaalwetenschappers, ze pasten hun onderzoeksvoorstellen zo aan dat ze onder de term nanotechnologie zouden vallen.’ Velen van hen vroegen zich wel vertwijfeld af of de bevolking nanotechnologie zou accepteren. Om te begrijpen waar die angst vandaan kwam, zegt Schuurbiers, moet je weten hoe de Europese gentechnologie de nek is omgedraaid. Ook gentech begon als hoopvolle techniek die de wereld zou verbeteren. Door het veranderen van genetische informatie van bacteriën, virussen, planten en dieren zouden ziektes verdwijnen en sterke landbouwgewassen worden gekweekt die een einde konden maken aan honger op de wereld. Ondanks mediagenieke successen zoals Schaap Dolly (gekloond uit een schapenuier en daarom vernoemd naar de voluptueuze Dolly Parton) en de genetisch gemodificeerde Stier Herman (wiens nakomelingen melk met ontstekingsremmer produceerden), liep genetische manipulatie in Europa uit op een fiasco als gevolg van een negatieve publieke opinie. Een kleine maar goed georganiseerde groep gepassioneerde tegenstanders zoals de Franse boerenactivist José Bové (nu europarlementariër), wisten de Europese landbouw gentechvrij te houden. Universitaire proefvelden met gengewassen werden platgebrand en wetenschappers bedreigd. Ook in Nederland was er veel weerstand. In 2006 zaaide Greenpeace spinaziezaadjes op een proefveld in de Flevopolder van de universiteit Wageningen om te voorkomen dat de genetisch gemanipuleerde maïs zou uitkomen. Vandaag de dag stelt Europese gentech nog maar weinig voor bij de ontwikkelingen in de VS waar wel volop genetisch gemodificeerde soja en maïs groeien. ‘Veel onderzoekers die aan gentechnologie hadden gewerkt, zag je terug in de nanotech’, zegt Schuurbiers. In 2007 leidde het zelfs tot de oprichting van het blad Nano Ethics dat, volgens de website, onder andere tot doel heeft om een tegenwicht te bieden aan ongenuanceerde publieke discussies. Daarbij staan de potentiële gezondheidsrisico’s centraal. Neem bijvoorbeeld koolstof nanobuisjes, een nieuw materiaal dat extreem licht is, honderd keer sterker dan staal en tegelijkertijd zeer buigzaam. Vanwege deze eigenschappen gebruiken fabrikanten ze inmiddels in rubber banden. ‘Maar wat gebeurt ermee als die banden op de vuilnisbelt belanden? De fabrikant zegt: koolstof is gewoon koolstof. Maar klopt dat? Wat doen die deeltjes als ze in een menselijk lichaam terecht komen? Hopen ze zich op, of plas je ze gewoon weer uit? We weten het niet goed.’ Om te voorkomen dat nanotech de lijdensweg van gentech bespaard zou blijven, besloten Nederlandse wetenschap, bedrijfsleven en overheid het publiek in een vroeg stadium te betrekken. In 2009 ging in Nederland het Nanopodium van start,
een publieke dialoog over de voors en tegens van nanotechnologie onder leiding van niemand minder dan Peter Nijkamp (jawel, dezelfde hoogleraar die het afgelopen jaar in een smeuïge affaire over liefdesrelaties en zelfplagiaat verzeild raakte). Een statig pand aan de Amsterdamse Herengracht fungeerde als uitvalsbasis voor de campagne om het grote publiek te bereiken. In twee jaar tijd organiseerde het Nanopodium talloze bijeenkomsten zoals het nanofestival “De Kracht van het Kleine", onderwijsmodules en diverse debatten over onder meer nanotechnologie, vrede en veiligheid. Begin 2011 bracht het Nanopodium een van haar laatste persberichten uit over Het Grote Nano-Onderzoek. Daaruit bleek dat Nederlanders voorzichtig sceptisch waren over nanotechnologie. Tweederde van de ondervraagden meende dat de voor- en nadelen verder moesten worden onderzocht voordat nanotechnologie op grote schaal kon worden toegepast. Tegelijkertijd gaf ruim de helft van de ondervraagden aan niet te weten wat nanotechnologie nu eigenlijk is. Wellicht mede vanwege die onbekendheid heeft in Nederland geen last gekregen van de extreme weerstand die gentechnologie eerder ten deel viel. Schuurbier: ‘Het verschil is dat gentechnologie zich bezig houdt met landbouw. Daarin was alles op een bepaald moment verdacht. Mond- en klauwzeer, varkenspest, bio-industrie, gemodificeerd graan, het kwam allemaal op één hoop. De gemiddelde Europeaan zag het voordeel niet van genetische modificatie. Bij nanotech is dat anders. We hebben allemaal een smartphone, die bestaat alleen dankzij nanotechnologie.’ Buiten Nederland leidde nanotech wel tot weerstand. In het nog altijd activistische Frankrijk verstoorden demonstranten diverse congressen. Nergens was het verzet zo groot als in Mexico, waar ‘anti-technologie terroristen’ bomaanslagen op nanowetenschappers pleegden, waarbij zwaargewonden vielen. De daders publiceerden een manifest, waarin ze schreven op te komen voor ‘de vrije natuur’. ‘Dachten degenen die de aarde veranderen en vernietigen dat hun acties geen gevolgen zouden hebben?’ In het kalme Nederland niets van dat alles. Zelfs milieuorganisaties hebben in hun campagnes nauwelijks aandacht voor nanotechnologie. ‘Wij doen niets met nanotechnologie’, zegt een woordvoerder van Greenpeace Nederland desgevraagd. ‘Misschien moet je ons internationale kantoor even bellen.’ Terwijl Nederland hard op weg is Nanoland te worden, met tientallen innovatieve bedrijven die behoren tot de kopgroep van de wereldwijde nanotech, blijft de publieke belangstelling achter. Dat is niet alleen jammer, het heeft ook een keerzijde. Als de nanorevolutie daadwerkelijk doorzet, leidt dat tot nieuwe vraagstukken waarover nodig gedebatteerd moet worden. Een van de aartsvaders van de nanorevolutie, Eric Drexler, voorspelde in 1986 In zijn boek Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology hoe de wereld radicaal zou veranderen. Hij voorzag de ontwikkeling van kleine ‘nano-assemblers’, piepkleine robots die zichzelf zouden kunnen repliceren. Hij waarschuwde daarbij voor ‘grey goo’, een scenario waarbij de wereld te gronde gericht zou worden door één op hol geslagen nano-robot die zichzelf eindeloos vermenigvuldigde en daarbij alle grondstoffen op aarde zou opgebruiken. De theorie rondom grey goo heeft science fiction liefhebbers over de wereld jarenlang in haar greep gehouden.
Drexler is nog altijd invloedrijk nano-visionair. Zoals het internet heeft geleid tot een overvloed aan beschikbare informatie, voorspelt hij in zijn laatste boek Radical Abundance, zal nanotechnologie leiden tot een overvloed aan spullen. Het angstbeeld van grey goo heeft hij ingewisseld voor een wereld waarin kleine apparaten met nano-precisie aan de lopende band spullen uitspugen, variërend van computers tot kleding en zonnecellen. Drexler’s ideeën zijn niet onomstreden, maar ze raken aan een aantal fundamentele trends die met nanotech samenhangen. Neem bijvoorbeeld de verregaande automatisering. Een nanopil die darmkanker kan opsporen, daar komt geen laborant of verpleegkundige meer aan te pas. Zelfreinigende auto’s of badkamers leiden als vanzelf tot minder werk voor schoonmakers. Wat betekent dat voor de werkgelegenheid? Welke banen worden overbodig en welke nieuwe banen zullen ontstaan? Een zinvol debat over de toekomst van het onderwijs kan niet zonder rekening te houden met de gevolgen van technologische vooruitgang. Een ander dilemma betreft de vraag wie straks eigenaar is van de nano-uitvindingen. Zeker waar het innovaties in de zorg of de veiligheid betreft, maakt het nogal uit of ze in publieke handen komen of bij commerciële bedrijven liggen. In dat verband is het interessant dat de Amerikaanse overheid via het leger het Institute for Soldier Nanotechnologies financiert, onderdeel van de topuniversiteit MIT. Onderzoekers werken daar aan lichtgewicht harnassen die soldaten beter beschermen tegen explosies, nano-motorten waardoor een harnas de spierkracht van militairen kan vergroten en apparaatjes die de geluidsgolven van een geweerschot analyseren waardoor in een fractie van een seconde de locatie van de sluipschutter bekend is. In Nederland betstaat een dergelijke opbouw van publieke nanotechnologie niet. Als Nederland nanoland wordt, dan noemen we Enschede haar hoofdstad. Een paar weken nadat we Dave Blank hebben gesproken, ontmoeten we hem opnieuw in zijn natuurlijke habitat: het laboratorium van MESA+ op de campus van Universiteit Twente. Enthousiast laat hij ons de opstelling zien waar het allemaal mee begon: een kamer met een ingewikkelde constructie van buizen, microscopen en een laserkanon. ‘Zelf in elkaar gesleuteld met een collega’, lacht hij. ‘Het voordeel van jarenlang sleutelen aan brommers.’ Daarna leidt hij ons rond door het resultaat van een decennium nano-onderzoek: een gigantisch state of the art laboratorium met trillingsvrije vloeren (‘een aardbeving in Italië zou anders hier de nano-experimenten verstoren’), waar onderzoekers in witte stofpakken werken aan hun opstellingen. Blank reikt ons meermaals gekleurde labbrillen aan tegen de laserstraling. We zien de apparaten die zijn onderzoekers hier ontwikkelen. Technologische bedrijven lopen hier de deur plat om metingen te verrichten die ze in hun eigen labs nog niet kunnen uitvoeren. Het werk van Blank blijkt ook gewone Enschedeërs tot de verbeelding te spreken. Op de terugweg naar Amsterdam eten we nog een broodje bij een snackbar in het centrum. Zonder het doel van onze reis te kennen, begint de praatgrage eigenaar een lofzang op zijn stad. ‘En wat we hier ook hebben’, zegt hij dan. ‘We zijn een van de beste in de wereld in die hele kleine techniek… hoe heet het ook alweer?’ Zijn collega vult hem aan: ‘Volgens mij bedoel je nanotechnologie.’
KADERS MET NANO-VINDINGEN Data-teleportatie De droom van elke Suske en Wiske fan is uitgekomen door onderzoek van professor Ronald Hansson aan de TU Delft. Bij teleportatie wordt de manier waarop een bepaald deeltje draait, de spin, verplaatst naar een ander deeltje. Hansson en zijn collega’s slaagden erin de spin van een koolstofatoom in een diamant te transporteren naar een ander koolstofatoom dat zich drie meter verderop bevond. High-tech spermacel Welke man wil nu geen hoogtechnologisch zaad? Professor Oliver Schmidt van het Institute for Integrative Nanosciences in Dresden knutselde een biologische microrobot in elkaar van een menselijke spermacel en een nanobuisje. Deze hybride mini-motor is met behulp van een magnetisch veld te besturen. Het idee is dat de spermacel op die manier medicijnen op de juiste plek in het lichaam kan afleveren. Kunst voor de allerkleinsten Chemicus Wim Noorduin haalde de voorpagina van Science met kleurrijke microscopische bloemvormige kristallen die hij molecuul voor molecuul laat groeien uit een oplossing van bariumchloride en natriumsilicaat. Deze kunstwerken op nanoschaal komen van pas bij de ontwikkeling van nieuwe structuren voor efficiënte chemische katalysatoren. Terminator-ogen Wetenschappers van de Universiteit Gent en micro-elektronicabedrijf Imec hebben een contactlens ontwikkeld waar een werkend lcd-scherm is ingebouwd. In de toekomst kan dit gebruikt worden voor allerlei vormen van aumented reality, waarbij je informatie over je gezichtsveld heen projecteert: de juiste route met pijlen op de weg, de prijs van een fiets die voorbij rijdt of het aantal vrienden van de persoon met wie je staat te praten. Zichzelf reinigende auto Scheikundige Catarina Esteves en haar collega’s van de TU Eindhoven hebben een coating ontdekt die zichzelf weer opvult na een kleine beschadiging. Daardoor kunnen auto’s zichzelf langdurig schoon houden, kunnen contactlenzen langer meegaan en laat je nooit meer vette vingerafdrukken achter op een mobiele telefoon. Chiporganen Medicijnen testen op het menselijk lichaam is een riskante en daardoor tijdrovende zaak. Daarom werken wetenschappers aan zogenaamde ‘organen op een chip’, minuscule opstellingen met een paar orgaancellen en elektronica, waarmee gemeten kan worden wat een bepaald medicijn voor effect heeft.
Nanomotor in je lijf wetenschappers van de Universiteit van Texas bouwden onlangs een supersnelle nanomotor van 500 keer zo klein als één zoutkorrel. Idee is dat deze nanomotor door het lichaam kan bewegen om insuline af te leveren bij mensen met suikerziekte of kankercellen kan opsporen en vernietigen zonder dat gezonde cellen er schade van ondervinden.
