שתפו‬        

ד"ר דניאל מדר

האם יש לנו ננו-בעיה?

תעשיית הננו-טכנולוגיה היא תחום שמתפתח במהירות, אך ייתכן שהיא מזמנת לנו סכנות סביבתיות ובריאותיות
12 באפריל 2016



ננו-טכנולוגיה נמצאת בשימוש תעשיות שונות, למשל בתחום המחשוב שבו יש צורך בחלקים זעירים ועמידים. צילום: IBM Research, Flickr
ננו-טכנולוגיה נמצאת בשימוש תעשיות שונות, למשל בתחום המחשוב שבו יש צורך בחלקים זעירים ועמידים. צילום: IBM Research, Flickr

עד לפני כמה שנים, ננו-טכנולוגיה הייתה תחום חדש ומתפתח. שמה של הטכנולוגיה נגזר מהגדלים שבה היא מתקיימת: ננו-מטר הוא מיליארדית המטר, והטכנולוגיה הזו היא פיתוח חומרים המבוססים על חלקיקים זעירים שגודלם 100-1 ננו-מטרים. החלקיקים האלה קטנים פי מיליון מנמלה, והם דקים פי אלף משערה.

עוד ועוד יישומים לתחום הזה מתגלים ומפותחים כל הזמן, והיום אפשר למצוא אותם בכל מקום – למשל, ננו-חלקיקים משולבים בקרם הגנה כדי לעזור לו להיספג טוב יותר בעור; כסף ידוע כרעיל למיקרואורגניזמים, לכן אפשר למצוא ננו-חלקיקי כסף משולבים במילוי של בובות פרווה, בגרביים ובבגדי ספורטאים למניעת התפתחות חיידקים, עובש וריח זיעה.

הגרפן (graphene) הוא ננו-חומר שאולי שמעתם עליו בעבר: יריעה שטוחה, דו-ממדית, של אטומי פחמן שיוצרים מעין משטח עצום של טבעות פחמן (ארומטיות) המחוברות זו לזו. עובייה של היריעה הזו הוא אטום אחד בלבד. מיריעות גרפן אפשר ליצור ננו-צינוריות פחמן (carbon nanotubes)  או מבנים תלת-ממדיים למעגלים חשמליים זעירים.

החלקיקים הזעירים האלה נמצאים בשימוש ובפיתוח נרחב גם בתחומים אחרים, כמו הובלת תרופות חכמות לתאים בודדים, ייצור מעבדים סופר-מהירים למכשירי טלפון סלולרי ובניית חומרים חדשים שהם חזקים ועמידים במיוחד. בתחום הסביבה משתמשים בננו-טכנולוגיה להפקת אנרגיה מהשמש באמצעות ציפוי לוחות סולריים בחלקיקים ננו-מטריים שיעילותם גבוהה, וניקוי וסינון שפכים רעילים או מים ממקורות שאינם נקיים מספיק.

סימון לסכנה

לננו-חלקיקים יכולות להיות תכונות שונות מאשר לחומר שאינו נמצא במצב של חלקיקים בגודל ננו-מטרי. בתמונה: סיבים של סיליקון וטיטניום דו-חמצני שיכולים לשמש בהפקת מימן ממים. צילום: Berkeley Lab, Flickr
לננו-חלקיקים יכולות להיות תכונות שונות מאשר לחומר שאינו נמצא במצב של חלקיקים בגודל ננו-מטרי. בתמונה: סיבים של סיליקון וטיטניום דו-חמצני שיכולים לשמש בהפקת מימן ממים. צילום: Berkeley Lab, Flickr

צבעו של טיטניום דו-חמצני (TiO2) רגיל הוא לבן, והוא החליף את העופרת הרעילה מאוד לצביעת מוצרים בלבן, כולל מוצרי מזון. למיטב ידיעתם של המדענים היום החומר הזה ידוע כבעל רעילות נמוכה, אם בכלל, אבל לא ברור אם ברמת החלקיקים הננו-מטריים הוא רעיל ומסוכן. בבדיקה של המרכז האמריקאי לבטיחות במזון (FDA) נמצא ננו-חלקיקים שלו בשלל מוצרי מזון בגבינות, בשוקולד, בממתקים ובמיונז.

ננו-חלקיקי כסף נמצאו במי שופכין ובנהרות באירופה. משם הם מגיעים אל הבוצה, שהיא תוצר הלוואי של מתקני טיהור השפכים, שהופכת לדשן ומפוזרת בשדות. מחקרים הראו שצמחים יכולים לספוח ננו-חלקיקים של כסף גם כשהריכוז שלו מזערי, ובמחקר אחר נמצאה נוכחות של ננו-צינוריות פחמן מהונדסות (carbon nanotubes) בדרכי הנשימה של ילדים חולי אסתמה מפריז שבצרפת.

כמו הרבה טכנולוגיות חדשות, גם לננו-טכנולוגיה פוטנציאל לגרום נזק. לחלקיקים כה קטנים יכולות להיות תכונות כימיות, ביולוגיות ופיזיות השונות מהתכונות של אותו החומר שאינו נמצא במצב של חלקיקים ננו-מטריים – כמו נקודות רתיחה, תכונות מגנטיות, תכונות אופטיות ויצירת קשרים כימיים. למשל, ננו-חלקיקים יכולים לספוח רעלים ואז לחדור בקלות לתוך רקמות ולשחרר רעלים בתוכן, וייתכן גם שהם יהיו רעילים לרקמות גם בלי לספוח רעלים. עוד נזקים שהננו-חלקיקים יכולים לגרום הם בתהליך הייצור לעובדים בתחום, בזמן השימוש במוצרים ולאחר סיום חיי המוצר כפסולת שכיום אין אפשרות מעשית להיפטר ממנה. קיים חשש סביר שננו-צינוריות פחמן בריאות עלולות לגרום למחלות ריאה כמו סרטן, בדומה לסיבי אסבסט בריאות.

באירופה יש הנחיה לסמן מוצרים המכילים ננו-חלקיקים אנטיביוטיים ומוצרי קוסמטיקה המכילים כאלה, ואילו בארה"ב אין חובת סימון כיום. במוסד לבטיחות ולגיהות ובמשרד להגנת הסביבה מודעים לקיומן של סכנות פוטנציאליות לבריאות ולסביבה משימושים נרחבים בטכנולוגיה הזו. משרד המדע, הטכנולוגיה והחלל פרסם באחרונה קול קורא לביצוע מחקרים הבוחנים סכנות פוטנציאליות לסביבה ולבריאות מננו-חומרים.

למרות השימוש הנרחב בננו-חלקיקים עדיין רב הנסתר על הגלוי בתחום זה, ויש להמשיך ולחקור את השפעתם על בריאות האדם ועל מערכות אקולוגיות כדי למנוע ייצור של חומרים מזיקים שיופצו בסביבה בחוסר מודעות וחוסר אחריות. ההמלצה שלנו בינתיים היא לא להילחץ מהסיכון שאולי קיים בהם, אלא לחכות לתוצאות מחקרים נוספים בתחום.

 




שתפו‬