Trots omfattande investeringar i nanoteknik och ökande kommersialisering under det senaste decenniet, otillräcklig förståelse kvarstår om miljön, hälsa, och säkerhetsaspekter av nanomaterial. Utan en samordnad forskningsplan för att vägleda insatser för att hantera och undvika potentiella risker, framtiden för säker och hållbar nanoteknik är osäker, säger en ny rapport från National Research Council. Rapporten presenterar ett strategiskt tillvägagångssätt för att utveckla forskning och en vetenskaplig infrastruktur som behövs för att hantera potentiella hälso- och miljörisker med nanomaterial. Dess effektiva genomförande skulle kräva tillräcklig förvaltning och budgetmyndighet för att leda forskning mellan federala myndigheter.

Nanoskala manipulerar material på molekylär nivå för att skapa strukturer med unika och användbara egenskaper - material som är både mycket starka och mycket lätta, till exempel. Många av de produkter som innehåller nanomaterial på marknaden är nu för hudvård och kosmetika, men nanomaterial används också alltmer i produkter som sträcker sig från medicinska terapier till livsmedelstillsatser till elektronik. År 2009, utvecklare genererade 1 miljard dollar från försäljningen av nanomaterial, och marknaden för produkter som förlitar sig på dessa material förväntas växa till 3 biljoner dollar år 2015.

Kommittén som skrev rapporten fann att det under de senaste sju åren har gjorts stora ansträngningar internationellt för att identifiera forskningsbehov för utveckling och säker användning av nanoteknik, inklusive National Nanotechnology Initiative (NNI), som samordnar amerikanska federala investeringar i nanoskala forskning och utveckling. Dock, det har inte funnits tillräcklig koppling mellan forskning och forskningsresultat och skapandet av strategier för att förebygga och hantera eventuella risker. Till exempel, föga framsteg har gjorts när det gäller intag av nanomaterial på människors hälsa och andra potentiella hälso- och miljöeffekter av komplexa nanomaterial som förväntas komma in på marknaden under det kommande decenniet. Därför, det finns behov av en forskningsstrategi som är oberoende av någon intressentgrupp, har människors och miljöhälsan som huvudfokus, bygger på tidigare insatser, och är flexibel när det gäller att förutse och anpassa sig till nya utmaningar, sa kommittén.

Eftersom antalet produkter som innehåller nanoskala material förväntas explodera, och framtida exponeringsscenarier kanske inte liknar dagens, Det är problematiskt att välja målmaterial att studera utifrån befintlig marknadsstorlek - vilket är praxis nu. För att hjälpa till med forskning, utskottet noterade följande fyra forskningskategorier, som bör behandlas inom fem år:

• identifiera och kvantifiera de nanomaterial som släpps ut och befolkningarna och miljöerna som exponeras;
• förstå processer som påverkar både potentiella faror och exponering;
• undersöka nanomaterialinteraktioner i komplexa system som sträcker sig från subcellulära till ekosystem; och
• stödja en adaptiv forsknings- och kunskapsinfrastruktur för att påskynda framsteg och ge snabb feedback för att främja forskning.

När vi undersöker de befintliga resurserna för forskning, utskottet erkände ett gap mellan finansiering och den aktivitetsnivå som krävs för att stödja kommitténs strategi. Kommittén drog slutsatsen att varje sänkning av den nuvarande finansieringsnivån på cirka 120 miljoner dollar per år under de kommande fem åren för hälso- och miljöriskforskning från federala myndigheter skulle vara ett bakslag för nanomaterials riskforskning. Dessutom, ytterligare blygsamma resurser från allmänheten, privat, och internationella initiativ behövs på kritiska områden - informatik, nanomaterialkarakterisering, benchmarking nanomaterial, karakterisering av källor, och utveckling av nätverk för att stödja samarbetsforskning - för att få maximalt strategiskt värde från forskningsinvesteringarna.

Strategins genomförande bör också omfatta integration av inhemska och internationella deltagare som är involverade i nanoteknologirelaterad forskning, inklusive NNI, federala myndigheter, den privata sektorn, icke-statliga organisationer, och det akademiska samfundet. Kommittén sade att den nuvarande strukturen för NNI-som bara har samordnande funktioner mellan federala myndigheter och ingen budget- eller förvaltningsmyndighet uppifrån och ner för att styra nanoteknologirelaterad miljö, hälsa, och säkerhetsforskning - hindrar dess ansvar för ett effektivt genomförande. Dessutom, det finns oro för att NNI:s dubbla och potentiellt motstridiga roller, såsom att utveckla och främja nanoteknik samtidigt som man identifierar och mildrar risker som uppstår vid användning, hindra tillämpning och utvärdering av hälso- och miljöriskforskning. För att genomföra forskningsstrategin effektivt, en tydlig åtskillnad mellan förvaltning och budgetmyndighet och ansvarsskyldighet mellan att främja nanoteknik och bedöma potentiella miljö- och säkerhetsrisker är avgörande.