纳米技术/纳米与社会

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维基教科书本章节修订和开发的原则

除非由书皮或超链接连接在一起，否则思想在传播过程中往往会分裂。我们需要发展和传播对未来的整体理解，作为相互交织的危险和机遇的系统。这需要许多人的努力。学习和传播必要信息的动力将足够强大：这些问题既迷人又重要，许多人希望他们的朋友、家人和同事加入思考未来的行列。如果我们朝着正确的方向努力 - 学习、教学、争论、改变方向，并继续努力 - 那么我们或许能够引导技术竞赛，走向一个有足够空间容纳我们梦想的未来。 -埃里克·德雷克斯勒，《创造的引擎》，1986年

我们用于发展和修订这章致力于纳米技术与社会的方法将强调对“纳米伦理学”的开源方法 - 我们欢迎来自世界各地的合作，因为我们集中精力修订和改造现有的手册。大自然厌恶真空，所以我们很幸运地不是从无开始，而是从丹麦科学家 克里斯蒂安·莫尔哈夫 开启的重大开端开始。您可以阅读 项目的通信。

我们对维基教科书这一部分进行修订和开发的原则将继续发展，并将基于维基教科书的 风格指南

介绍

纳米技术已经是21世纪快速技术发展的主要载体。虽然 金融危机 对风险投资和研究市场的广泛影响尚未得到理解，但从 集成电路行业 的例子可以清楚地看到，纳米技术和纳米科学有望（迟早）改变我们的 IT 基础设施。万维网和 点对点技术（以及维基百科）都证明了即使我们 IT 基础设施发生微小的变化，也会产生巨大的潜力，因此任何关于纳米技术和社会讨论，至少可以探究信息处理和生产能力大幅提高的可能影响。例如，分布式知识生产的影响，还远未得到充分理解，最近的维基解密事件就证明了这一点。分布式知识生产的存在不可逆转地改变了全球舞台。

鉴于 滴滴涕的历史 以及其他极具前景的化学创新，现在我们已经将“调试”新兴技术视为我们技术常识的一部分。这种调试包括但不限于纳米材料对我们健康和环境的影响，这些影响通常尚未完全了解。纳米技术和纳米科学让我们兴奋的那些方面 - 纳米尺度的非凡物理特性（例如 表面积增加） - 也对我们预测和控制纳米级现象的能力提出了挑战，特别是在它们与更大尺度（例如我们自己！）的联系方面。这本维基教科书假设（完全是启发式地）为了有效地思考纳米技术和新兴纳米科学的影响，我们必须（至少）从进化的角度思考。纳米技术可能是人类能力进化中的一个重大发展。与任何其他技术（核能、生物、信息）一样，它对社会产生一系列社会经济影响，影响和改变了我们的环境。虽然“进化”经常让人联想到为了“适者生存”的残酷竞争，但它也应该包含集体共生的愿景：根据玛格丽斯和萨根的说法，“生命不是通过战斗，而是通过网络接管了地球”（即通过合作）。

也许在这本维基教科书章节中，我们可以开始建立一个能够进行这种合作调试的反馈社区。在这里，我们将创建一个空间，用于根据新兴的同行评审科学和技术，分享纳米科学和技术的可能影响。就像所有维基教科书的所有章节一样，这既是教育资源，也是集体参与的邀请。调查纳米技术对社会的影响要求我们首先成为知情的参与者，而定义是一个有用的起点。

严格地说，纳米技术是一种话语。作为一个在跨越多个学科和国家快速发展的动态领域，纳米技术的定义并不总是明确的。然而，从一些定义开始仍然有用。“纳米技术”一词经常在没有资格或解释的情况下使用，对那些试图提高对这种微小尺度的意识的人来说模棱两可且令人困惑。当“纳米”一词既作为纳米技术的昵称，也是指没有纳米技术（例如“纳米” - 汽车 和 iPod）的消费产品的流行语时，这可能会非常令人困惑。因此，对于纳米科学的学生来说，区分什么是“品牌”的纳米技术，以及这个词在更广泛意义上代表什么，是有帮助的。分子生物学家可能会争辩说，由于 DNA 约为 2.5 纳米宽，生命本身本质上就是纳米技术 - 使得当前产品中常用的 抗菌银纳米粒子 相比之下显得原始。 SI 单位 是全球测量单位的标准，将“纳米”前缀指定为 10 ^-9 米，但在使用中，“纳米”通常扩展到该尺寸的 100 倍。基于 SI 单位的国际标准提供了清晰的定义和术语，因此我们将在纳入维基定义的灵活性和开放性特点的同时遵循该示例。我们的 新兴的纳米相关术语词汇表 将在我们探索纳米技术的各种话语时证明很有用。

想象纳米技术

作为研究场所和活跃的设计生态系统，纳米技术和纳米科学所有众多话语中的讨论必须超越目前市场化或设想的产品。因此，它经常涉及科幻风格的场景，心理学家 罗兰·费舍 称之为“假设真实”的表达方式。事实上，考虑到在小于 光波长 的微观尺度上进行表达的挑战，“推测性想法”可能是描述我们对纳米技术影响的集体想象的准确和诚实的方式。一些人提出了从 飞行纳米机器 或 自我复制纳米机器 的实用雾中获得巨大优势的建议，而另一些人则表达了对这种技术可能导致生命终结的恐惧，因为我们知道当自我复制的纳米机器人接管了饥饿的 灰尘 场景时。目前还没有理论机制来创建这种情况，尽管合成生物体的爆发可能是对某些恐惧场景的现实担忧，并具有一定的类比性。更深刻的是，从历史经验中我们知道技术变革会以彻底而不可预测的方式改变我们的星球。尽管是推测性的，但这种恐惧和希望仍然会极大地影响公众舆论，并彻底挑战我们的思维。富有想象力和见地的批评和热情是纳米技术发展的礼物，必须将其融入我们对社会可能影响的愿景以及对纳米技术的看法。

恐惧会导致对一项技术的过度回避，而弥漫在纳米技术中的炒作同样具有误导性，并导致许多人将产品冠以“纳米”之名，尽管它在纳米尺度上并没有什么特别之处。甚至还包括由“纳米”产品引起的疾病，而该产品实际上根本没有“纳米”成分。

在恐惧和炒作之间，人们努力绘制纳米技术可能产生的未来影响。希望这能引导我们制定纳米技术开发框架，并避免过度恐惧和 广播媒体中的炒作。到目前为止，纳米技术可能更容易受到炒作的影响，公众对风险或承诺知之甚少。纳米技术可能会遵循生物技术的趋势，生物技术早期曾出现过恐惧（阿西洛马会议），随后被热情所取代（人类基因组计划），同时伴随着广泛而狭隘的恐惧（转基因生物）。

是什么推动纳米研究介于市场和机构的恐惧和炒作之间？纳米技术是由对更好产品的市场需求驱动的（有时是军事需求，以便在计算上“拥有”战场），但也受到 公共资金 的推动，希望开拓更大的市场，并探索纳米尺度上 物质 的基本特性。推拉因素也改变了我们的教育，特别是在大学里，跨学科的纳米研究越来越普遍。

最后，纳米技术不仅是我们技术能力的演变，也是我们知识和理解的演变的一部分。未来是未知的，但它必然会对社会经济产生一系列影响，塑造我们周围的生态系统和社会。

本章探讨了新兴技术在社会和环境方面的应用。

为纳米技术可能产生的影响构建场景

场景构建 需要 场景规划。

与纳米技术相关的技术恐惧症和技术狂热症

技术恐惧症

技术恐惧症目前存在于社会对现代技术黑暗方面的反应中。就纳米技术的发展而言，技术恐惧症是并将发挥重要作用，推动更广泛的文化反应。自 工业革命 以来，社会中许多不同的个人和集体都害怕技术进步带来的意外后果。新兴技术所带来的道德、伦理和美学问题通常是这些技术话语的最前沿。当社会偏离自然状态时，人类意识往往会质疑新的理性的影响。历史上，技术恐惧症的浪潮涌现出几个群体，例如 卢德分子 和 阿米什人。

技术狂热症

有趣的是，可以思考技术狂热症在纳米技术发展中发挥的作用。早期的研究人员，例如德雷克斯勒，借鉴了科幻小说的乌托邦传统，想象着一个后稀缺甚至是不朽的未来，这是纳米技术和纳米技术的一个分支，它随着库兹韦尔的著作而延续，而且以不同的方式延续着乔伊的著作。用更现代的术语来说，是市场的技术狂热推动着纳米技术研究：更快更便宜的芯片。

预期症状：文学的先见之明

...使用纳米技术重新设计生命的计算机可以消除任何剩余的障碍，并创造出一种超越生物学固有能力的耐用性和灵活性。 --雷·库兹韦尔，奇点临近

就我所知，物理学原理并不反对逐个操纵原子的可能性。原则上，这将是可能的...让物理学家合成化学家写下的任何化学物质..如何做到？将原子放在化学家指定的位置，这样你就制造出了这种物质。如果我们最终能看到自己在做什么，并在原子层面上做事情——我认为这是不可避免的发展，那么化学和生物学问题将得到极大的帮助。 --理查德·费曼，底部有足够的空间

在科幻小说和流行文学中，人们对纳米技术的承诺和危险充满了恐惧、厌恶和喜悦。当机器据称能够超越生物机器的能力时（参见 库兹韦尔 的 超越生物学 概念），在“假设真实”的领域里，推测性场景有了很大的发展空间。“好纳米/坏纳米”的论调在商业科学和科幻作家提出的几乎所有场景中都是一致的。“灰尘”场景扮演着“坏纳米”的角色，而“好纳米”则涉及不朽计划和后稀缺经济。好的场景通常以“纳米组装器”为特色，这是一种迄今为止尚未实现的机器，它由物理学和信息驱动——一种可以根据示意图和按下按钮创造任何想象中的东西的机器，从毯子到钢梁。在这里，“好纳米”遵循“好生物技术”的脚步，生命延长和健康状况的极大改善从 DNA 彩虹的某个地方招手而来。当然，现实证明更加复杂。

灰尘，一种自我复制的纳米机器人利用像碳这样的高度常见的原子来复制自身的恐惧，已经被许多来源所展现，是纳米恐惧症的典型例子。有两部值得注意的科幻小说讲述了灰尘场景。第一部，贵族 由 沃尔特·约翰·威廉姆斯 创作，对该场景的描述几乎没有装饰。在书中，地球被一种名为“马塔格拉普纳米”的灰尘迅速摧毁，一个第二地球被创造出来，以及一个非常严格的等级制度，其中贵族——即纳米技术控制者——位于该等级制度的最顶端。另一部，深渊城市 由 阿拉斯泰尔·雷诺兹 创作，将该场景描述为一种名为融合瘟疫的病毒。它将预先存在的纳米技术设备转换为融合，并在细胞层面上以截然不同的方式运行。这导致了小说的同名城市变成了一个巨大的、扭曲的混乱，因为纳米机器人的大规模故障而发生严重扭曲。

一个可以根据图纸和原材料制造任何想象中的东西的机器，这种令人愉快的（也更可能发生的）场景，在尼尔·斯蒂芬森的《钻石时代》或《年轻女士的图解初级读本》以及雷·库兹韦尔的《奇点临近》中都有详细的描述。本质上，这台机器通过组合遵循特定图纸的纳米机器人来工作，并在原子层面上快速生产物品。推测的版本中有一个被称为“馈送”的网格，类似于今天的电网，它提供构建各种工具所需的分子。

当不满情绪与纳米技术融合时，文明的未来是否安全？

早期背景和先驱：颠覆性技术和不可预见性的实施

2004 年，瑞士进行了一项关于纳米技术作为颠覆性技术管理的研究。

在许多组织的研发模型中，研究了两种一般类别的技术开发。“可持续技术”是指改进现有产品和市场绩效的新技术。现有技术的已知市场条件为短期成功提供了宝贵的机会，可以为这些技术添加和改进。例如，iPhone 进入手机市场取得了巨大成功，这得益于预先存在的消费者手机市场。另一方面，“颠覆性技术”（例如点对点网络、Twitter）通常进入市场时几乎没有基础——它们在规模上是前所未有的，往往无法控制，并且其影响高度不可预测。这些技术在短期内很少带来益处，并且可能导致投资此类激进市场引入的组织失败。

至少有些纳米技术很可能属于这种不稳定的颠覆性技术类别。公司通常缺乏处理颠覆性技术的经验，因此，在监控新合成技术的早期阶段，务必尽早纳入外部专业知识和不同意见的过程。在公司管辖范围内部和外部建立一个多元化的思想社区，对于规划可预见的未来以应对可能出现的颠覆性技术至关重要。在这里，非公司治理模式（例如标准组织、开源项目、大学）可能在公司陷入困境的颠覆性技术方面蓬勃发展。理想情况下，在项目规划中，大学研究人员、贡献者、博士后和风险投资家应该定期咨询高层管理人员，贯穿整个颠覆性技术评估过程。这将确保一个广泛而清晰的技术预测和市场可违规基础，为不可预见性的实施铺平一条建设性的道路。

在评估颠覆性技术时，通常需要进行合作的范式转变。不要应对当前的市场条件，而是必须制定未来的市场本身。在公司规划中迈出下一步需要冒风险，并且需要通过最大限度的冗余来确保绝对精度，“用千百只眼睛，所有错误都将浅显可见”。除了消费者需求外，在处理纳米技术等高风险颠覆性技术时，还必须将政府、政治、文化和社会价值观纳入方程式。因此，纳米技术引入的主要功能并非源自特定组织的纳米技术能力基础，而是源自由多个机构组成的跨组织生态系统所创造的未来。

早期症状

全球标准

全球标准化组织已经开始制定纳米技术的计量标准，从而更有可能实现测量和术语的统一。ISO、IEC、OASIS 和 BIPM 等全球组织似乎是纳米技术与社会标准的理想场所。IEC 已将环境健康和安全纳入其范围。

炒作的例子

预测的革命往往难以实现，纳米革命可能朝着与最初预期不同的方向发展。媒体中提出的许多奇异纳米材料已经消失，只存在于科幻小说中，也许会被后来的研究人员重新研究。这类材料的例子包括人工原子或量子围栏、太空电梯以及纳米机器人。由于许多带有纳米旗帜的产品，纳米炒作存在于我们的集体意识中。BBC 在 2008 年展示了我们目前在全球范围内拥抱的纳米乐趣。

制造纳米材料所需的能量以及由此产生的生态足迹可能无法让现有产品的纳米版本值得使用——除非在最初阶段，它是一种奇异的新奇事物。运动装备中的碳纳米管可能是这种过度扩展的一个例子。此外，在对这些技术进行全面加速之前，应该检查新合成纳米技术在生物学和生态学方面毒性的担忧。英国王位继承人查尔斯王子已经在他 2004 年发表的一份声明中表达了他对纳米技术影响的担忧。人们对防晒霜中氧化锌纳米颗粒的安全性提出了质疑，但 FDA 已经批准了其销售和使用。为了揭示新引入纳米技术的现实和复杂性，并避免出现另一场反生物技术运动，纳米教育是关键。

纳米技术调查

自 2000 年以来，人们越来越关注纳米技术的健康和环境影响。这导致了关于纳米技术的几份报告和持续的监控。纳米科学与纳米技术：机遇与不确定性是英国皇家学会和英国皇家工程院的一份报告。Nanorisk 是一份由 Nanowerk LLC 发表的双月刊。此外，伍德罗·威尔逊国际学者中心正在启动一个关于新兴纳米技术的新项目（网站正在建设中），该项目将在其他方面努力绘制可获得的纳米产品地图，并努力确保将可能存在的风险降至最低，并实现利益最大化。

纳米伦理学

纳米伦理学，或纳米技术伦理和社会影响的研究，是一个正在兴起但存在争议的领域。纳米伦理学是一个有争议的领域，原因有很多。有些人认为它不应该被视为一个适当的学习领域，他们认为纳米技术本身不是一个真正的类别，而是在化学、物理学、生物学和工程学等其他科学的结合。批评者还声称，纳米伦理学没有发现新的问题，只是重新审视了熟悉的问题。然而，与 10-9th 的工程公差相关的尺度变化表明，这种新的技术模式类似于引入全新的“表面”进行加工。书写技术或外部符号存储系统（Merlin Donald）和轮子都为技术开辟了全新的维度——意识和平滑的空间（Deleuze 和 Guattari）。

在工业界、学术界和极客文化之外，许多人通过科幻作品了解纳米技术，这些作品假设了必然的推测性场景，科学家既反对这些场景，又在 思想实验 的传统中依赖这些场景。也许与纳米技术相关的最成功的 模因 具有讽刺意味地是 迈克尔·克莱顿 在他 2002 年的书籍 猎物 中对自我复制的 纳米机器人 像流行病病毒一样失控的处理方式。

在 主流媒体 中，关于纳米技术对环境、健康和安全构成风险的报道层出不穷，不断增长的纳米技术产业及其贸易媒体（硅和印刷）内部也出现了相互矛盾的报道。为了确定在这个快速变化的进化动态中出现的伦理和社会问题，一些学者试图从学科角度定义纳米科学和纳米伦理，但克莱顿处理方式的成功可能表明，如果纳米伦理利用叙述和定义，它更有可能取得成功。在可能的情况下，这本维基教科书将力求使用定义明确的术语，并提供叙述框架来组织对 纳米伦理 的任何调查。 纳米科学与纳米伦理：定义学科 是一个很好的入门指南，介绍了这个新兴领域。

担忧：科学家/工程师作为

- 博士·斯特兰格洛夫？（故意影响社会经济地位）

- 詹姆斯·钱斯？（对社会经济地位的影响一无所知）

• 关于纳米伦理的期刊论文 [1]

• 关于纳米伦理的书籍 [2]

看看他们的章节，了解这一部分的内容...

• 灰尘和激进纳米技术 [3]

• 克里斯·菲尼克斯关于纳米伦理和牧师的文章 [4] 和原始文章 [5]

• 纳米伦理大学研究小组 [6]

• 科迪斯纳米伦理项目 [7]

担忧：纳米危险品

• 仅仅通过研究，新的纳米材料就被引入环境中。目前有多少研究生正在将纳米颗粒、纳米线、碳纳米管、功能化富勒烯和其他新型合成纳米结构倒入下水道？这些也可能是生物危害吗？（问题：处置）

• 对纳米废物的监管可能会引起人们对废水中其他掺杂物的担忧：（问题：污染/扩散）
• 雌激素/植物雌激素 [8]
• 双酚 A [9]？

• 可以修改当前系统（如 MSDS [10]）以包含此信息吗？

• 如果某种立法监督要求合格的处置操作，那么如何设立一家初创公司来再加工这些材料呢？

与生物技术一样，纳米技术的应用可能也存在许多伦理问题。

• Joachim Schummer 和 Davis Baird，《纳米技术挑战：对哲学、伦理和社会的意义》

囚徒困境与伦理

囚徒困境 是 博弈论 中的一个问题。它最初由 梅里尔·弗洛德 和 梅尔文·德雷舍 于 1950 年在 兰德公司 工作时提出。 阿尔伯特·W·塔克 用监狱判刑的收益正式化了这个博弈，并将其命名为 囚徒困境（庞德斯通，1992）。在经典形式中，囚徒困境（“PD”）的表述如下：

两名嫌疑人被警方逮捕。警方没有足够的证据定罪，而且，在将两名囚犯隔离后，他们分别访问了这两名囚犯，向他们提出了相同的交易。如果其中一人对另一名囚犯作证（背叛另一名囚犯），而另一名囚犯保持沉默（与另一名囚犯合作），背叛者将被释放，而沉默的同伙将被判处 10 年的全部刑期。如果两人都保持沉默，两人都只会被判处 6 个月的监禁，罪名较轻。如果两人都背叛对方，两人都会被判处 5 年监禁。每个囚犯必须选择背叛对方还是保持沉默。每个人都确信对方在调查结束前不会知道背叛行为。囚犯应该如何行动？

如果我们假设每个玩家只关心将自己的监禁时间降到最低，那么囚徒困境就构成了一个非零和博弈，在非零和博弈中，两个玩家可以分别与对方合作或背叛（背叛）对方。在这个博弈中，与所有博弈论一样，每个玩家（囚犯）的唯一目标是最大化自己的收益，而不考虑其他玩家的收益。这个博弈的唯一均衡是一个帕累托次优解，也就是说，理性选择会导致两个玩家都选择背叛，即使每个玩家的个人收益在他们都选择合作的情况下会更大。在这个博弈的经典形式中，合作被背叛严格支配，因此，博弈的唯一可能均衡是所有玩家都选择背叛。无论另一个玩家做什么，一个玩家总是可以通过选择背叛获得更高的收益。由于在任何情况下，选择背叛都比合作更有利，因此所有理性的玩家都会选择背叛，其他条件都相同。

在重复囚徒困境中，博弈会重复进行。因此，每个玩家都有机会惩罚对方之前的不合作行为。如果两个玩家事先都知道步数，那么经济理论认为，无论博弈进行多少次，两个玩家都应该反复选择背叛。只有当玩家进行无限次或随机次数的博弈时，合作才可能是均衡。在这种情况下，背叛的诱惑可以通过惩罚的威胁来克服。当博弈无限重复时，合作可能是一个子博弈完美均衡，尽管两个玩家都选择背叛始终是一个均衡，并且还有许多其他均衡结果。在非正式使用中，“囚徒困境”这个标签可能应用于不完全符合经典博弈或重复博弈的正式标准的情况，例如，两个实体可以通过合作获得重要利益或因未能合作而遭受损失，但发现仅仅难以或昂贵，而不是不可能，协调其活动以实现合作。

纳米技术市场与研究环境

市场

价值链

• 纳米技术产品的概述

• 关于 Lux 纳米技术报告的文章

• Lux 关于纳米技术的第 5 次报告

• Lux 纳米技术指数 和 关于 Lux 的文章

另请参阅 关于本书 中有关编辑本书的说明。

美国国家科学基金会对 2015 年纳米技术的发展做出了预测

• 纳米结构材料 3400 亿美元，
• 电子和信息相关设备 6000 亿美元，
• 纳米制药产品的年销售额 1800 亿美元

总计约 10000 亿美元。

“美国国家科学基金会（美国纳米技术的主要资金来源）资助研究人员大卫·贝鲁贝研究纳米技术领域。他的研究结果发表在专著《纳米炒作：纳米技术炒作背后的真相》中。这项已发表的研究（前言由美国国家科学基金会纳米技术高级顾问米哈伊尔·罗科撰写）得出结论，许多被吹嘘为“纳米技术”的东西实际上是材料科学的重新包装，这导致了一个“完全建立在销售纳米管、纳米线和类似产品基础上的纳米技术行业”，最终将“以几个供应商以低利润率大批量销售产品告终”。

市场分析

• http://www.businessweek.com/magazine/content/05_07/b3920001_mz001.htm

• 全球纳米技术市场（2006 年） [11]

• 纳米管生态 http://www.nanotechproject.org/file_download/files/Nanotube%20SFA%20Report_revised%20part2.pdf

一些产品一直都是纳米结构的

• 炭黑用于使轮胎橡胶变黑，这是一个价值 40 亿美元的行业。

• 传统照相胶片中使用的银

根据 Lux Research 的说法，“到 2005 年，只有大约价值 130 亿美元的制造商品将采用纳米技术。”

“Lux 预测，到本世纪末，纳米技术将进入价值 2920 亿美元的产品领域。”

三家加利福尼亚州的公司正在开发用于改进 催化转化器 的纳米材料：催化解决方案、Nanostellar 和 QuantumSphere。QuantumSphere, Inc. 是一家领先的高品质纳米催化剂制造商，应用于便携式电源、可再生能源、电子产品和国防领域。这些 纳米粉末 可用于电池、燃料电池、空气呼吸系统和制氢电池。他们也是纳米镍和纳米银的领先生产商。

Cyclics 公司 在其注册的树脂中添加了纳米级粘土，以提高其热稳定性、刚性、尺寸稳定性和阻挡溶剂和气体渗透。Cyclics 树脂扩展了热塑性塑料 的应用，可以生产目前无法使用热塑性塑料制造的塑料零件，并使它们变得更好、更便宜且可回收。Naturalnano 是一家纳米材料公司，正在开发工业聚合物、塑料和复合材料的应用；以及化妆品、农业和家用产品的添加剂。工业纳米技术 开发了 nansulate，这是一种喷涂涂层，具有非凡的绝缘性能，声称是地球上最优质的绝缘材料，温度范围为 -40 至 400 摄氏度。该涂层可应用于：管道-储罐-管道-锅炉-炼油厂-船舶-卡车-集装箱-商业-工业-住宅。

ApNano 是一家生产纳米管 和由无机化合物制成的纳米球的生产商。ApNano 产品 Nanolub 是一种固体润滑剂，可以提高运动部件的性能，减少燃油消耗，并替代其他添加剂。到 2010 年，生产将从美国和日本转移到韩国和中国，纳米管的主要供应商将是韩国。 Nanosonic 正在制造表现出导电性的金属橡胶。 GE 先进材料 和 DOW 汽车 都开发了用于在线涂漆垂直车身面板的纳米复合材料技术。 梅赛德斯 正在使用一种清漆，其中包含经过纳米技术处理的颗粒，这些颗粒会聚在一起，形成耐磨外壳。 eMembrane 正在开发一种纳米级聚合物刷，用分子涂覆以捕获和去除有毒金属蛋白和细菌。

FTM 咨询 的一项研究报告称，未来使用纳米技术的芯片的销售额预计将从 2009 年的 123 亿美元增长到 2014 年的 1720 亿美元。一位哈佛研究人员表示，将纳米线应用于溶液中的玻璃基板，然后使用标准的光刻技术制造电路。 Nanomarkets 预测，纳米电子产品市场将在 2007 年达到 108 亿美元，到 2011 年达到 825 亿美元。IBM 研究人员创建了一个电路，能够通过自组装碳纳米管（Millipede）执行简单的逻辑计算，Millipede 将能够存储比当前硬盘驱动器多 40 倍的信息。 MRAM 将足够便宜，可以取代 SRAM，纳米市场预测 MRAM 到 2008 年将增长到 38 亿美元，到 2011 年将增长到 129 亿美元。 Cavendish Kinetics 使用数千个机电开关存储数据，这些开关向上或向下切换以表示二进制位中的 1 或 0。它们的设备使用 100 倍的功耗，工作速度快 1000 倍。目前，最常见的纳米存储设备基于铁电随机存取存储器，FRAM。数据存储在电容器内部的电场中。通常，FRAM 存储芯片用于电子设备中，用于存储少量非易失性数据。来自 凯斯西储大学 的一个团队通过在其实验室中生长碳纳米管桥来解决生产问题，这些桥梁在施加电流的帮助下会自动附着到其他组件上。您可以通过生长自组装和自焊接的碳纳米管来生长超大型集成电路的构建块。应用纳米技术 使用 电子束光刻 从单晶硅和氧化硅层制成的晶圆上雕刻开关。

研究资金

//迈克尔，你能告诉我欧盟对“纳米”的资助金额吗？

纳米研究资金的比例有多大

• 企业研究资金（如英特尔）

• 公共资金（如国家纳米计划）

• 军费（公共和企业）[12]

由于这些群体之间存在重叠，因此这些总额可能超过 100%。

美国 2007 年

1350 亿美元的联邦研究预算[13]

730 亿美元的军事研究、开发、测试和评估费用

与纳米技术相关的部分只占该预算的一小部分，总计几十亿美元[14] [15]

（需要更新的参考资料）

开源纳米技术

公共财产资源 管理对于社会许多领域至关重要。森林和河流等公共空间是自然公地，通常任何人都可以使用。对于这些自然空间，资源管理已到位，以最大限度地减少任何单个用户的影響。随着知识产权（如出版物、设计、艺术品以及最近的计算机软件）的出现，专利制度试图控制此类信息的传播，以确保开发人员的生计。开源是一种开发技术，设计在其中是分散的，并向社区开放以进行协作。

虽然专利奖励个人或公司的知识产生，但开源的奖励通常是高质量产品的快速开发。它的特点是可靠性和适应性，可以通过持续的修订实现。开源在软件开发社区中最显著的应用。 Linux 操作系统 不断得到大量志愿者社区的改进，他们希望开发能够与以利润为目的的软件公司竞争的强大软件，同时使其可以免费下载给用户。程序员的动机是他们在社区中的声望以及他们对工作的自豪感。

作者 Bryan Bruns 认为，这种开源模式可以应用于纳米技术的发展。 纳米技术与公地——千禧年准公地中开源丰富的影响 是一篇由 Bryan Bruns 撰写的关于开源纳米技术的非常完善的论文。这篇文章描述了开源纳米技术社区的角色，基于纳米技术制造技术有一天将无处不在的说法。在他早期工作的基础上，人们更加迫切地呼吁纳米技术研究人员使用开源方法来开发纳米技术，因为纳米技术专利丛林正在阻碍创新。^[6] 例如，一位研究人员在《自然》杂志上撰文指出，将软件开发中的开源范式应用于纳米技术，既可以加速纳米技术创新，又可以提高对纳米技术研究的公共投资的社会回报。^[7]

制造设备、食品和其他材料可能变得像现在的纸张印刷一样容易和便宜。就像手工书写文本的繁琐过程首先转变为工业化大规模生产技术，然后在电脑打印机中实现个性化一样，设备和其他商品的制造也可能达到同样的定制生产水平。如果“组装机”能够按需制造材料，那么重要的就不是材料，而是设计，即制造背后的知识。纳米技术最重要的部分将是软件，即关于如何组装事物的描述。这种设计信息本质上将是一种信息资源，即软件。 -Bryan Bruns，纳米技术与公地——千禧年准公地中开源丰富的影响

开源纳米技术社区的几个重要要素将是

• 建立标准——早期采用者将承担开发纳米技术设计和生产标准的任务，社区其他成员将逐渐改进这些标准。
• 开发遏制策略——内置的保险措施，可以防止“纳米组装机”的无限制复制和运行。一种可能的方案是为纳米组装机设计专门的输入，这些输入是运行所必需的——机器在输入用完时必须停止。
• 创新的纳米技术设计和建模工具——允许用户在使用时间和材料制造技术之前设计和模拟纳米级技术生产的软件。
• 对外部监控的透明度 - 能够观察技术发展，降低了“不安全”或“不稳定”设计被发布到公众手中的风险。
• 降低成本 - 管理开源社区的成本与管理知识产权的成本相比微不足道。

开源在纳米技术中的应用

目前已经存在许多开源社区，可以作为开源纳米技术社区的运作模式。互联网论坛促进知识和社区参与。此外，新论坛用户可以快速接触到丰富的知识和经验。这种格式易于访问，并促进对该主题的广泛了解。其中一个社区是

[H]ard|OCP (http://www.hardforum.com) "[H]ard|OCP (硬件超频比较页面) 是一家在线杂志，提供与计算机硬件、软件、改装、超频冷却相关的新闻、评论和社论，由凯尔·贝内特拥有和运营，他在 1997 年创建了该网站"[1]。Hardforum 与传统的开源软件社区直接平行。成员通过在社区内投入时间和精力获得认可、声誉和尊重。成员可以创建和讨论各种主题，而不仅仅局限于软件。专注于机箱改装的项目是一个关键的平行例子，说明了纳米技术项目可以实现的目标。在这些机箱改装项目中，具体步骤、文档、结果和图片都与社区共享，以便获得好的和坏的评论。信息以纯粹和直接的方式呈现，目的是为了信息共享。

纳米技术的社会经济影响

预测很困难，尤其是关于未来，而纳米技术可能不会把我们带到我们最初预期的方向。

一个视角

• 核技术在 60 年代被誉为人类的新纪元，但由于长期铀资源的供应量不足[16]，以及有证据表明核电系统的使用仍然会产生大量的二氧化碳排放[17]，因此作为能源来源，它的未来已不复存在。然而，核技术的发展为我们提供了医院中各种各样的治疗工具，并教会了我们在将一项新技术大规模推广之前，要彻底评估其潜在的环境影响。

• 滴滴涕曾经是治疗疟疾和蚊虫相关疾病的万能药，也是农业中的一种通用杀虫剂。结果发现滴滴涕在食物链中积累，并被禁止使用，导致其几乎根除的瘟疫再次抬头。如今，滴滴涕仍然被普遍禁止使用，但它正在被慢慢重新引入，用于效率高且不会扩散到自然环境中的地方，而且用量与 1950 年代喷洒在建筑物、田野和湿地上的大量相比，已经减少了[18]。

• 我需要这个的参考文献

聚合物技术在 90 年代初“很火”，但结果并没有像预期的那样快，导致资金迅速减少。但在“衰落”之后，该技术已经成熟，聚合物复合材料现在在各个领域都有应用。可以说，这项技术实际上非常值得投资，但期望值过高，导致失望。但即使没有大规模资金，时间一直在为聚合物技术工作，现在它正在重新出现——通常被伪装成纳米技术。

• 生物技术，特别是转基因作物，被承诺可以根除饥饿和营养不良需要参考。对环境影响的担忧导致了严格的立法，限制了其在实际应用中的使用，而且许多案例都证明了这些限制是合理的，因为已经发现了新的、意想不到的杂交路径[[需要参考]。然而，对更便宜产品的市场需求导致全球转基因生产增加，带来了一系列社会经济影响，例如贫困农民对昂贵的转基因种子依赖、营养方面和健康影响[[需要参考]。

这些例子甚至没有包括这些技术的军事方面，或者从军事研究到民用生活的衍生——幸运的是，考虑到在美国，军事研究预算约占年度研究资金的 40%[19] 需要参考并核实数字!。

社会经济影响

上一节中的例子清楚地表明，由于偶然性——无法知道今天哪些轨迹决定着未来——很难预测新技术对社会的影响。

偶然性源于两个主要原因

1) 趋势与事件

事件——从非线性动力学的角度，事件（在非线性动力学中）是确定性的，因此可以用模型描述，但它们也是不可预测的（即，该模型在它们何时发生时不会给出点预测）。

趋势——我们观察到的趋势在很大程度上取决于我们在对问题及其解决方案的感知中的框架。框架是我们用来感知演化的分析透镜，它会随着时间的推移而改变。

纳米技术对发展中国家的影响

许多发展中国家的人民受困于非常基本的需求，例如营养不良和缺乏安全的饮用水。许多国家在私营和公共研发方面基础设施薄弱，包括公共研究预算较低，几乎没有风险投资。即使他们正在发展这些基础设施，他们仍然在技术治理方面经验不足，包括研究项目的启动和实施、安全和环境法规、市场营销和专利策略等等。以下是在纳米技术支持的廉价太阳能电池对这些国家的影响方面的一些要点。

• 一项产品是否有用及其使用是否对一个国家有利，很难事先评估。

• 许多技术的共同问题是，科学背景往往（根据定义）忽略了技术所处的社会经济和文化因素，例如社会接受度、习俗和具体需求。

• 昂贵的医疗保健产品只惠及经济精英，并有可能加剧贫富之间的健康差距。

• 根据美国国家纳米技术倡议，纳米技术将是“下一场工业革命”。这对于发展中国家来说，可能是快速赶上经济发展的独特机遇。

• 全球约有 20 亿人无法获得电力（世界能源理事会，1999 年），特别是在农村地区。

• 纳米技术似乎有望提高太阳能电池的效率，降低其成本。

• 太阳能技术似乎对阳光充足地区的发展中国家特别有前景。

• 许多国际组织自 1980 年代以来一直在推广农村太阳能发电，例如联合国教科文组织的农村太阳能发电暑期学校和太阳能村项目。

• 这些技术的真正挑战很大程度上是教育和文化方面的。

• 在纳米技术中实施开源，为农村社区提供廉价的太阳能电池可能是可行的。

[1] "纳米技术对发展中国家的影响"

贡献者

此页面主要基于克里斯蒂安·莫尔哈夫和理查德·多伊尔的贡献。

正在进行的研究案例和可能的影响

E SC 497H (EDSGN 497H STS 497H) 是宾夕法尼亚州立大学开设的一门名为“纳米转型：纳米技术的社会、人类和伦理影响”的课程。 2009 年春季课程中的三个案例研究为当前“纳米与社会”研究的三个不同领域提供了新的见解：纳米技术与夜视；纳米技术与太阳能电池；实用纳米技术。关于纳米技术对社会影响的课程的样本教学大纲可以帮助其他想要综合新的“纳米与社会”课程的研究人员和学者。

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