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ナノテク研究プロジェクト
ナノテクノロジー概要 安間 武（化学物質問題市民研究会） http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/ 掲載日：2009年12月17日 更新日：2010年2月7日 このページへのリンク： http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/project/nano_summary.html １．ナノテクノロジーの概要 1.1 ナノテクノロジーの出現 米国家ナノテクノロジー・イニシアティブ（NNI）の定義によれば、ナノテクノロジー（ナノテク）は、新たな構造、物質、及び装置を生成するために、大きさが概略 1〜100 ナノメートル（nm）（1nm=10億分の1m）の物質（平均的なウィルスのサイズ）を理解し制御する技術であると言われています。 物質を原子レベルの大きさで制御しデバイスとして使うという考えは、リチャード・P・ファインマンが1959年におこなった講演 "There's Plenty of Room at the Bottom [1] "にすでにみられます。 ナノテクノロジー (nanotechnology)という用語は1974年に谷口紀男教授が提唱されたと言われています。1984年に炭素60個からなるサッカーボール状フラーレンの発見、1991年には飯島澄男博士によるカーボンナノチューブの発見がありました。1989年にはIBMの研究者らが、35の原子を操作して会社のロゴ”IBM”を描写することでナノテクノロジーの躍進を示しました。 1.2 アメリカにおける取り組み アメリカでは『国家ナノテクノロジー・イニシアティブ（National Nanotechnology Initiative / NNI）が2000年に発表され、2001年にクリントン大統領がナノテクを国家的戦略研究目標とし、アメリカのナノテク開発は大きく進展しました。 2003年にブッシュ大統領の署名で「21 世紀ナノテクノロジー研究開発法（21st Century Nanotechnology Research and Development Act)」が制定され、NNIの下で実施されていた多くの研究開発が法制化され、さらに大きく進展することになりました[2]。 1.3 EUにおける取り組み EUにおいては2004年に欧州委員会が安全で責任ある統合ナノ政策を提案した『Communication Towards a European Strategy for Nanotechnology』[3]を採択しました。ナノテクノロジーの巨大な潜在的能力とヨーロッパの競争力への潜在的な寄与を認識して、第６次研究技術開発の枠組計画（FP6）の中でナノテクノロジーに関する研究と開発に高い優先度を与えたとしています[4]。また第７次研究技術開発の枠組計画（2007年〜2013年）（FP7）では、「ナノサイエンス、ナノテクノロジー、材料、新生産技術」が他の8項目と共に協力活動項目となっています[5]。 1.4 日本における取り組み 日本でもナノテクノロジーは、2001年に『第2期科学技術基本計画（平成13年3月30日閣議決定）』[6]において重点4分野（ライフサイエンス、情報通信、環境、ナノテクノロジー・材料）のひとつとなりました。 2005年にナノテクノロジー・材料合同検討会が発表した『ナノテクノロジー・材料分野の研究推進に関する意見集約』[7]は、次のように述べています。 "予算の重点配分によって研究開発の進展とともに施設・設備の拡充も順調に進展している"。"ナノテクノロジー本来の特徴や利点、ナノメートルサイズの材料特有の物性などが生かされるテーマを選択して重点的に取組むという方向を鮮明にすることが重要である。このようなナノテクノロジーを「True Nano（真のナノテクノロジー）」と名付け、従来の延長線上の進歩ではない、不連続（ジャンプアップ）な進歩が期待される創造的な研究開発、及び大きな産業応用が見通せる研究開発であると定義した"。 1.5 ナノテクノロジーの及ぼす影響 新しい技術が出現した場合、その経済的効果と利便性ばかりが強調され、その技術が及ぼす健康、安全、環境、さらには社会、倫理、文化への影響について、市民の参加による透明で十分な検討が行われることはなく、技術の推進が市民不在のままに産学官で推進されるのは、原子力、遺伝子組み換え、アスベスト、PCBsなど枚挙に暇がなく、ナノテクノロジーも例外ではありません。 ナノテクノロジーの潜在的な影響には、本調査研究プロジェクトが主に取り上げる健康や環境、安全の面だけでなく、例えば、特許による経済的支配がもたらすナノテク先進国と後進国の格差拡大[8]、ナノテクを利用した非常に高価な”人間能力強化”により能力を改善された”新たな人種”の出現[9]、ナノテクを高度に駆使した農業などにより特に途上国における既存の一次産業の崩壊[10]などが考えられます。 市民一人ひとりがこのような問題に目を向ける必要があるように思います。
2.1 ナノ物質の新たな特性 ナノ物質は、そのサイズが非常に小さいために、その挙動は固体とも液体ともガスとも異なり、ニュートン力学から逸脱して量子力学の世界で支配されます。したがってナノサイズにおいてはその物質に依存して、光学的特性、電気的特性、磁気的特性、機械的特性などの一部又は全てが変更され、同じ物質でもサイズがもっと大きい時には決して可能ではない、又は現われない新たな特性が出現することがあります。またナノサイズになると単位重量当たりの表面積が格段に大きくなり、表面活性度が著しく高くなります。 2.2 新たな材料として期待される このような新たな特性のためにナノ物質は全く新たな材料として期待されており、ナノテクノロジーは新たな"産業革命"をもたらすとも言われています。すでに衣料、化粧品、食品、スポーツ用品、電子機器、建材、触媒、材料、塗装、医療、環境修復、エネルギー、農業、軍需などあらゆる産業分野に及んでいます。 私たちの身の回りを見ても、電気製品、バッテリー、冷暖房空調、厨房用品、自動車用品、電子機器、食品・飲料、子ども用品、衣料品、化粧品、身体手入れ用品、日焼け止め、スポーツ用品、タイヤ、家具、建材、装飾品、塗料、ペット用品など多くの消費者製品にナノテクノロジーが利用されています。 ナノ関連市場は拡大の一途をたどっており、日本国内のナノテク関連市場は、True Nano ベース[7]で2005年に2兆8,085億円規模、2010年には約4兆円規模、2020年には約13兆円規模、2030 年には約26兆円規模へ拡大すると言われています[11]。 2.3 新たなリスクが懸念される 一方、ナノ物質のこの新たな特性がヒトの健康と環境に新たなリスクを及ぼすことが懸念されます。Environmental Health Perspectives 2004年9月号の記事[12]は、次のように述べています。 "環境と人の健康という観点からナノ技術は過去の主要な技術進歩と同様に二面性を持つ。良い適用という点で莫大な便益をもたらすかもしれないが、本質的なリスクもまたある。それが意図的であろうと事故によるものであろうと、ナノ物質やナノ粒子が土壌、水、大気の中に入り込んだ時に何が起きるのであろうか？ 環境的曝露であろうと意図的な目標投与であろうと、それらが我々の体内に入り込んだ時に何が起きるのであろうか？ これらに対する答えはほとんど得られていない"。 2.4 ナノ物質の有害性情報 ナノ物質の有害性を懸念させる多くの研究が世界中で報告されています。それらのうち、当研究会がウェブ上で紹介した研究論文やその解説を中心に『ナノ物質の有害性に関する研究の紹介』としてまとめたので、ご覧ください[13]。 環境省の平成20年度ナノ材料環境影響基礎調査検討会（第2回）で配布された『ナノ材料の有害性情報について（素案）』[14]は、”ナノ材料の有害性に関する特徴に関連した情報を、ヒト健康影響および生態影響に区別して集約”しているので、その項目を参考までに以下に挙げます（各項目には多くの研究事例が列挙されていますが、本稿では省略します）。 （１）ナノ材料のヒト健康影響に関する特徴について １）サイズと表面積の関係について ナノ材料はサイズが小さく、また、サイズを小さくすることによって重量あたりの表面積が大きいことにより、特定の機能を発揮する。これらの特徴によって、他の物質とは異なる有害性を有することが懸念されている（事例省略）。 ２）表面活性等 ナノ材料表面の荷電状況等の表面特性がナノ材料の有害性に関係しているという指摘もなされている（事例省略）。 ３）形状等 ナノ材料の有害性に対しては形状（特に繊維状か否か）も関与すると指摘されている（事例省略）。 ４）皮膚の透過性 ナノ材料のばく露経路の一つとして想定される経皮ばく露に関連し、ナノ材料の皮膚の透過性を示す報告がある（事例省略）。 ５）体内での分布、移動 ナノ材料の体内での分布及び移動についても以下のような点が注目されている。（（事例省略）） ６）ナノ材料の毒性の発現機序 ナノ材料の毒性の発現機序としては、酸化ストレス及び細胞の障害（炎症）を引き起こすという指摘がなされている（事例省略）。 （２）ナノ材料の生態系への影響に関する特徴について １）生態系全般について（事例省略） ２）水生生物への影響について（事例省略） ３）その他の生態系への影響について（事例省略） 2.5 SAICM で新規の政策課題となる 2006年2月にドバイ（アラブ首長国連邦）で開催された国際化学物質管理会議（ICCM）で「国際的な化学物質管理のための戦略的アプローチ（SAICM）」が策定されました。SAICMは2020年までに化学物質が健康や環境への影響を最小とする方法で製造・使用されるようにすることを目標としています。 2009年5月11−15日に開催された第2回国際化学物質管理会議（ICCM2）において、SAICMの新規政策課題として４つの課題が決定されましたが、そのうちのひとつが「ナノテクノロジーと工業用ナノマテリアル」[15]です。今後、国際的な場で工業用ナノマテリアルの安全性の問題が議論されることになりました。 ３．ナノ物質の定義 3.1 とりあえずの定義
ナノ物質の国際的に公式な定義はまだありませんが、ISOなどで示されるように、ナノ物質とは３つの外形寸法（縦、横、高さ）のいずれかがナノスケール（1nm〜100nm）の物質とするのが世界的な合意です。 3.2 ナノ物質の凝集 最近、発表された環境省のガイドライン[16]や厚生労働省の報告書[17]では、ナノ物質のうち、工業的使用を目的に意図的に製造されたもの、及びナノ物質により構成されるナノ構造体（内部にナノスケールの構造を持つ物体、ナノ物質の凝集したものを含む）を「ナノ材料」と定義して、このようなナノ材料を安全性評価の対象にすることが提案されています。 ナノ構造体にはアグリゲート(aggregate)：一次粒子が強い力で結合した凝集塊と、アグロメレート(agglomerate)：アグリゲートが集まった凝集体があります。 厚労省の報告書[17]では、"凝集したナノ構造体は生体外（in vitro）での試験では容易に分離しないものの、体内に入った場合には生体の強い作用を受け、マクロファージ等による作用や酸化還元作用によって分離する可能性がフラーレン等の試験において報告されていることから、凝集したナノ構造体の大きさが100nmを超えていても、それを構成する内部のナノ物質の大きさが100nmより小さい場合には、対象に含めることが適切である"としています。 ナノ物質の凝集に関して、米環境NGO、エンバイロンメンタル・ディフェンス・ファンド（EDF）のリチャード・デニスンが興味深い記事[18]を書いているので、その要点を下記に紹介します。
2009年末に発表されたEUの化粧品規則及び英上院の食品に関する報告書は、それぞれの用途にあわせたナノ物質の定義を次のようにしています。 ■2009年11月30日欧州議会及び理事会 化粧品に関する規則(EC)[19] 第2条：定義 1. この規則の目的のために、次の定義を適用しなくてはならない。 (k) ”ナノ物質”とは、外部の1又はそれ以上の外形寸法、又は内部構造が1〜100ナノメートルである非溶解性又は生物残留性があり意図的に製造された物質を意味する。 3. ナノテクノロジー分野における異なる組織や不断の技術的及び科学的開発に基づくナノ物質の様々な定義の観点から、欧州委員会は第1項(k) を技術的科学的進捗及びそれにより国際的なレベルで合意された定義に調整し修正しなくてはならない。その法令は、この規則の非本質的な要素を修正するよう設計され、第32条(3)に言及される審査に基づく規則手続きに従って採択されなくてはならない。 ■2009年12月15日 英上院科学技術委員会報告書 ナノテクノロジーと食品[20] 第8章 勧告と結論のリスト ナノテクノロジーとナノ物質の定義 8.12. 我々は、政府は欧州レベルで提案されるナノ物質のどのような規制的定義も、特に新規食品規制（Novel Foods Regulation）の中で、100nmのサイズに制限するべきではなく、ひとつの外形寸法が1000nm以下の全ての物質が考慮されることを確実にするために”ナノスケール”として参照されるべきことを確実にすべきである。物質がどのように体と相互作用するかを意味する機能の変化は、ナノスケールの範囲内のより大きな形状からナノ物質を区別する要素であるべきである（paragraph 5.24）（勧告12）。 ４．工業ナノ材料の種類 OECDは優先的に検討を進める対象として下記14種のナノ材料を選定していますが、それらを含んだナノ材料の使用状況等の情報を環境省のガイドライン[16]が示しています。
１） フラーレン（C60） ２） 単層カーボンナノチューブ（SWCNTs） ３） 多層カーボンナノチューブ（MWCNTs） ４） 銀ナノ粒子 ５） 鉄ナノ粒子 ６） カーボンブラック ７） 二酸化チタン ８） 酸化アルミニウム ９） 酸化セリウム １０） 酸化亜鉛 １１） 二酸化ケイ素 １２） ポリスチレン １３） 樹状高分子（dendrimers） １４） ナノクレイ ナノ材料の種類及び用途、使用状況（出典：環境省のガイドライン[16]）
国内主要ナノ材料の事業者数と製造量 （出典：ナノマテリアル製造事業者等における安全対策のあり方研究会（第4回）-配付資料-2[21]）
参照 [1] There's Plenty of Room at the Bottom - An Invitation to Enter a New Field of Physics, Richard P. Feynman http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html [2] 米国「国家ナノテクノロジー・イニシアティブ」戦略プラン（概要）ＮＥＤＯ海外レポート ＮＯ.948, 2005. 1. 26／NEDO ワシントン事務所 松山貴代子 http://www.nedo.go.jp/kankobutsu/report/948/948-01.pdf [3] Towards a European strategy for nanotechnology, COM(2004) 338 / Final adopted on 12 May 2004 and approved by the Council of European Union on 24 September 2005 http://europa.eu.int/comm/research/industrial_technologies/pdf/nanotechnology_communication_en.pdf 2005年5月12日欧州委員会採択 欧州ナノ技術戦略に向かって COM(2004) 338 エグゼクティブ・サマリー及び安全性関連の紹介 http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/eu/European_Strategy_Nanotech.html [4] European Commission Press Release - Brussels, 20 October 2005 Questions and answers on risk assessment of nanotechnology products http://europa.eu.int/rapid/pressReleasesAction.do?reference=MEMO/05/ 385&format=HTML&aged=0&language=EN&guiLanguage=en 欧州委員会プレスリリース2005/10/20 ナノテクノロジー製品のリスク評価に関するＱ＆Ａ及びパブリック・コンサルテーションについて http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/eu/05_10_20_QA_Nanotech.html [5] 欧州委員会／研究活動・技術開発活動・実証活動に関する欧州共同体第7 次枠組計画（2007 年〜2013 年）についての欧州議会及び理事会の決定（案）／駐日欧州委員会代表部訳 http://www.deljpn.ec.europa.eu/data/current/COM119final_FP7Proposal_JP.pdf [6] 第２期科学技術基本計画（平成13〜17年）（平成13年3月30日に閣議決定） http://www8.cao.go.jp/cstp/kihonkeikaku/kihon.html [7] ナノテクノロジー・材料分野の研究推進に関する意見集約／平成17年8月10日 ナノテクノロジー・材料合同検討会 http://www8.cao.go.jp/cstp/project/bunyabetu/nano/2kai/siryo4.pdf [8] The Potential Impacts of Nano-Scale Technologies on Commodity Markets: The Implications for Commodity Dependent Developing Countries for South Center by ETC Group November 2005 http://www.southcentre.org/index.php?option=com_content&task=view&id=267&Itemid=67 サウス・センター向け ETCグループ（カナダ）報告 2005年11月 ナノスケール技術の一次産品市場への潜在的な影響 一次産品に依存する諸国のかかわり （エグゼクティブ・サマリー紹介） http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/etc/ETC_South_Center.html [9] Rich 'may evolve into separate species By Amy Willis Telegraph.co.uk, 25 Oct 2009 http://www.telegraph.co.uk/science/evolution/6432628/Rich-may-evolve-into-separate-species.html FoE オーストラリア2009年10月 ナノは大金持ちが別人種となることを可能とするか？ http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/FoE_au/FoE_au_super-rich_people.html [10] Friends of the Earth, April 2008 OUT OF THE LABORATORY AND ON TO OUR PLATES Nanotechnology in Food & Agriculture http://nano.foe.org.au/filestore2/download/227/ Nanotechnology%20in%20food%20and%20agriculture%20-%20web%20resolution.pdf 地球の友 2008年4月 報告書 食品と農業におけるナノテクノロジー 研究室から食卓へ http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/FoE_au/FoE_au_nanofood.html [11] 経済産業省委託事業 【平成17 年度超微細技術開発産業発掘戦略調査】ナノテク関連市場規模動向調査／株式会社富士経済 http://www.meti.go.jp/report/downloadfiles/g60703a01j.pdf [12] Nanotechnology: Looking As We Leap Environmental Health Perspectives Volume 112, Number 13, September 2004 http://ehp.niehs.nih.gov/members/2004/112-13/focus.html 米国立環境健康科学研究所 EHP 2004年9月号 ナノ技術： 跳びながら見る http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/ehp/ehp_04_Sep_Looking_As_We_Leap.html [13] ナノ物質の有害性に関する研究の紹介 http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/project/Nano_EHS_Paper_List.html [14] 平成20年度ナノ材料環境影響基礎調査検討会第2回資料2 ナノ材料の有害性情報について（素案）環境省 http://www.env.go.jp/chemi/nanomaterial/eibs-conf/02/mat02.pdf [15] International Conference on Chemicals Management Second session Geneva, 11-15 May 2009 Report of the International Conference on Chemicals Management on the work of its second session 2009年5月11-15日 第2回国際化学物質管理会議（ICCM2）報告書（ナノ関連） http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/ICCM/ICCM2_nano_report.html [16] 工業用ナノ材料に関する環境影響防止ガイドライン 平成21年3月 ナノ材料環境影響基礎調査検討会 環境省 http://www.env.go.jp/press/file_view.php?serial=13177&hou_id=10899 [17] ヒトに対する有害性が明らかでない化学物質に対する 労働者ばく露の予防的対策に関する検討会 （ナノマテリアルについて） 報告書 平成20年11月 厚労省 http://www.mhlw.go.jp/shingi/2008/11/dl/s1126-6a.pdf [18] Environmental Defense, December 5, 2008, Clump Change: Challenging conventional wisdom about nanoparticle aggregation by Richard Denison http://blogs.edf.org/nanotechnology/2008/12/05/clump-change-challenging-conventional-wisdom-about-nanoparticle-aggregation/ エンバイロンメンタル・ディフェンス リチャード・デニソン 2008年12月5日 塊の変化：ナノ粒子凝集についての従来の知識に挑戦する http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/e_defence/e_081205_nano_aggregation.html [19] REGULATION (EC) No 1223/2009 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 30 November 2009 on cosmetic products(recast) (Text with EEA relevance) 2009年11月30日欧州議会及び理事会 化粧品に関する規則(EC) No 1223/2009 ナノ関連抜粋 http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/eu/EU_cosmetic_regulation_2009.html [20] UK House of Lords Science and Technology Committee 15 December 2009 Nanotechnologies and Food - Summary / Recommendation http://www.publications.parliament.uk/pa/ld200910/ldselect/ldsctech/22/2202.htm 2009年12月15日 英上院科学技術委員会 報告書サマリー／勧告 ナノテクノロジーと食品 http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/nano/uk/house_of_lords_food.html [21]ナノマテリアル製造事業者等における安全対策のあり方研究会（第4回）-配付資料-2 http://www.meti.go.jp/committee/materials2/downloadfiles/g100318b03j.pdf |
