Bara i USA, statlig och privat industri investerar tillsammans mer än 3 miljarder dollar per år i nanoteknologisk forskning och utveckling, och globalt sett är totalen mycket högre. Vad blir den långsiktiga ekonomiska avkastningen från dessa investeringar, inte bara i nya jobb och produktförsäljning, men också från förbättringar av hållbarhet?

Georgia Institute of Technologys forskare Philip Shapira och Jan Youtie hjälpte till att svara på den frågan genom forskning som presenterades den 27 mars vid det internationella symposiet om utvärdering av nanoteknologins ekonomiska inverkan som hölls i Washington, D.C.  Forskarna betonade vikten av livscykelanalyser för att förstå effekterna av nanoteknik på grön ekonomisk utveckling inom områden som energi, miljön och säkert dricksvatten.

"Nanoteknik lovar att främja grön och hållbar tillväxt inom många produkt- och processområden, sa Shapira, en professor vid Georgia Techs School of Public Policy och Manchester Institute of Innovation Research vid Manchester Business School i Storbritannien. "Även om kommersialisering av nanoteknik fortfarande är i sina tidiga faser, vi behöver nu få en bättre uppfattning om vilka marknader som kommer att växa och hur nya nanotekniska produkter kommer att påverka hållbarheten. Detta inkluderar att balansera vinster i effektivitet och prestanda mot nettoenergin, miljö, kol och andra kostnader i samband med produktionen, användning och uttjänt kassering eller återvinning av nanoteknologiska produkter."

Men eftersom nanoteknik ligger bakom många olika branscher, att bedöma och förutse dess inverkan kommer inte att vara lätt. "Jämfört med informationsteknik och bioteknik, till exempel, nanoteknik har mer av egenskaperna hos en allmän teknik som utvecklingen av elektrisk kraft, sa Youtie, chef för policyforskningstjänster vid Georgia Techs Enterprise Innovation Institute. – Det gör det svårt att analysera värdet av produkter och processer som möjliggörs av tekniken. Vi hoppas att vårt papper kommer att ge bakgrundsinformation och hjälpa till att rama in diskussionen om att göra dessa bedömningar."

Symposiet sponsras av Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling och av U.S. National Nanotechnology Initiative. Stöd till Georgia Tech-forskning om nanoteknologins samhälleliga effekter har kommit från National Science Foundation genom Center for Nanotechnology in Society baserat vid Arizona State University.

För deras papper, medförfattarna Shapira och Youtie undersökte en delmängd av grön nanoteknik som syftar till att möjliggöra hållbar energi, förbättra miljökvaliteten, och tillhandahålla hälsosamt dricksvatten för områden i världen som nu saknar det. De menar att livscykeln för nanotekniska produkter måste ingå i bedömningen.

"När vi undersöker den ekonomiska effekten av dessa gröna nanotekniker, vi måste ta hänsyn till livscykeln, som inkluderar frågor som miljö hälsa och säkerhet, såväl som mängden energi som krävs för att producera material som kolnanorör, sa Shapira.

Miljöoro har tagits upp om vad som händer med nanomaterial när de kommer in i vattenförsörjningen, noterade han. Dessutom, vissa nanostrukturer använder giftiga ämnen som kadmium. Energi som krävs för att producera nanoaktiverade produkter är också en viktig faktor, även om det kan balanseras mot den energi som sparas – och föroreningarna minskar – genom användningen av sådana produkter, sa Shapira.

Forskning om dessa samhällsfrågor, som bedrivs parallellt med forskning och utveckling av nanoteknik – kan göra det möjligt för de resulterande nanoaktiverade produkterna att undvika den typ av kontroverser som har hindrat tidigare teknologier.

"Forskare, politiska beslutsfattare och andra observatörer har funnit att en del av löftena från tidigare teknikomgångar begränsades genom att inte förutse och överväga samhällsproblem innan introduktionen av nya produkter, sa Youtie. "För nanoteknik, det är viktigt att dessa frågor övervägs även under forsknings- och utvecklingsstadiet, innan produkter kom ut på marknaden i betydande kvantiteter.”

Nanoteknikindustrin började med stora företag som hade resurser att investera i forskning och utveckling. Men det håller på att förändras nu, sa Youtie.

"Många små företag är involverade i utveckling av nya nanomaterial, " sa hon. "Stora företag fokuserar ofta på att integrera dessa nanomaterial i befintliga produkter eller processer."

Bland målen för OECD-symposiet är utveckling av metoder och tillvägagångssätt för att uppskatta effekterna av grön nanoteknik på jobb och försäljning av nya produkter. Befintliga prognoser har till stor del kommit från egna modeller som används av privata företag.

"Medan dessa privata prognoser har hög synlighet, deras information och metoder är ofta proprietära, ” noterade Shapira. "Vi behöver också utveckla öppna och peer-reviewed modeller där tillvägagångssätt är transparenta och alla kan se de metoder och antaganden som används."

I deras tidning, Youtie och Shapira nämner flera exempel på grön nanoteknik, diskutera de potentiella effekterna av tekniken, och granska prognoser som har gjorts. Exempel på grön nanoteknik de nämner är:

• Nanoaktiverade solceller som använder billigare organiska material, i motsats till nuvarande solcellsteknik som kräver sällsynta material som platina;
• Nanogeneratorer som använder piezoelektriska material såsom nanotrådar av zinkoxid för att omvandla mänsklig rörelse till energi;
• Energilagringstillämpningar där nanoteknologiska material förbättrar befintliga batterier och nanoaktiverade bränsleceller;
• Termiska energitillämpningar, såsom nanoaktiverad isolering;
• Bränslekatalys där nanopartiklar förbättrar produktionen och raffineringen av bränslen och minskar utsläppen från bilar;
• Teknik som används för att tillhandahålla säkert dricksvatten genom förbättrad vattenrening, avsaltning och återanvändning.