Næringslivet får ikke taket på nanoteknologi

Mens ledende industrinasjoner og selskaper bruker milliarder av dollar på forskning og utvikling innen nanoteknologi, sitter norske bedrifter fremdeles på gjerdet. Internasjonalt er en rekke selskaper allerede på markedet med de første produktene. Norske selskaper nøyer seg foreløpig med småbeløp til forskning og utvikling.

Blant 23 norske bedrifter i bransjer som kan nyte godt av gjennombrudd innen nanoteknologi, har 57 prosent ikke identifisert fremtidige nanomaterialer eller fulgt produktutviklingen innen nanoteknologi. De øvrige 43 prosent har identifisert mulighetene, men uten å legge dem inn i bedriftens planer. Det viser en undersøkelse Norges forskningsråd gjennomførte tidligere i år.

Forskningsmiljøene i Norge er ivrige, men forskningen har så langt ikke fått noen industrieffekt. Ventureselskapene og de store industribedriftene mener det er for langt frem til kommersielle resultater. I mens skaffer utenlandske selskaper seg erfaring og kompetanse på nye fagområder.

Forstavelsen «nano» er et størrelsesbegrep, en milliarddel. Nanoteknologi er derfor ikke én spesiell teknologi, men en samlebetegnelse for at det går an å lage nye produkter ved å styre atomer og molekyler enkeltvis (se tekstboks). Kombinasjonen av materialteknologi, bioteknologi og datateknologi på atom- og molekylnivå vil revolusjonere dagens materialer og produksjonsmetoder, og skape en hel rekke nye produkter. På markedet finnes allerede tennisracketer, golfkøller, selvrensende vinduer, flekkfrie bukser og antistatiske bensintanker basert på nanomaterialer.

Nanoteknologi kom i miskreditt etter at ivrige gründere som ville skaffe penger til selskapene sine, oversolgte hvor raskt deres løsninger ville komme på markedet. Det svekket investeringslysten hos mange, også i USA. I tillegg var mye av det som ble markedsført som nye produkter med nanoteknologi, egentlig gammelt nytt i ny innpakning. Men den underliggende trenden er kraftig:

• Politiske initiativer: Nanoteknologi står høyt på dagsordenen i USA, Japan, EU og Kina. Politikere har tatt en rekke initiativer for å stimulere forskning og næringsliv til å utnytte de nye mulighetene. President Bill Clintons National Nanotechnology Initiative er fulgt opp av president George W. Bush med en milliard dollar i årlige bevilgninger.

• Forskningsstøtte: Globalt ble det investert 8,6 milliarder dollar i nanoteknologisk forskning og utvikling i 2004, likelig fordelt på offentlige og private investeringer (se figur). USA sto for rundt en tredel. Norge brukte under 100 millioner kroner.

• Kommersialisering: Nanoteknologi blir en viktig bestanddel i alle slags produkter. I fjor hadde under 0,1 prosent av produktene nanoteknologi i seg. Om ti år vil 15 prosent av produktene ha det, ifølge Lux Research, et anerkjent analysefirma innen nanoteknologi.

Produktene som i dag er på markedet, inneholder ofte nanopartikler som er en forlengelse av kjent materialteknologi. Om ti år vil vi se en rekke produkter basert på nye egenskaper ved nanopartiklene (se tekstboks). «Salgsinntekter fra produkter med nanoteknologi vil være ti ganger høyere enn inntektene fra bioteknologi og ha en økonomisk betydning på linje med IT og telekom,» spår Lux Research i en rapport.

De største amerikanske selskapene tar utfordringen. Amerikanske selskaper bruker en milliard dollar i året på nanoforskning, i tillegg til midlene de får fra myndighetene. «Nesten alle Fortune 250-selskapene har et program rundt utvikling av ny nanoteknologi. For eksempel har General Electric (GE) et team på 50 Ph.D-er som utelukkende jobber med å vurdere kommende nanoteknologi. Rundt 50 prosent av FoU-budsjettene for nanoteknologi kommer fra de store globale selskapene,» sier Rob Burns i Lux Research til Ukebrevet. Blant disse selskapene finnes GE, IBM, HP, Intel, DuPont, Eastman Chemical, General Motors, Ford og 3M.

Ford bruker allerede tonnevis med plastpolymerer innsatt med nanorør i bensintankene på bilene. Nanorørene gjør plasten elektrisk ledende. Dermed kan statisk elektrisitet ledes vekk og eksplosjonsfaren reduseres.

Industrien nøler

Norsk industri er avventende, selv de som produserer materialer eller som lager produkter der materialenes egenskaper er avgjørende for sluttproduktet. Forskningsrådet gjennomførte tidligere i år en undersøkelse blant 23 små og store bedrifter som produserer både metalliske og ikke-metalliske materialer. Halvparten av bedriftene er materialprodusenter, nesten alle er materialbrukere.

Materialindustrien ser særlig to anvendelser for nanoteknologi: Forbedrede egenskaper for overflater og økt materialstyrke. Dette er typisk de delene av nanoteknologien som ligger nærmest industriell anvendelse og oppskalering fra pågående forsøksstadier. Andre anvendelser bedriftene ser for seg er forbedring av optiske egenskaper, forbedring av brannbeskyttelse, korrosjonsbeskyttelse, biomedisinske anvendelser og partikkelteknologier.

Undersøkelsen ble utført i forbindelse med fremtidsprosjektet «Avanserte materialer Norge 2020». 70 prosent av bedriftene svarte at de ønsker å delta i et eksternt forsknings- og utviklingsprogram for å anvende nanoteknologi i sine produkter. Men en tredel av dem har faktisk ikke noen planer om å gå inn i slike FoU-programmer.

I praksis bruker bedriftene svært lite ressurser selv på å følge med på det som skjer. De mest aktive deltar med små poster i Forskningsrådets Nanomat-program. Før sommerferien godkjente Forskningsrådet seks prosjekter med industrideltakelse med en samlet ramme på 11 millioner kroner over tre år. I tillegg kommer postdoc-stipender (yngre forskere) på seks millioner. I løpet av høsten skal det også utarbeides en nasjonal plan for nanovitenskap og industriell utvikling.

Tviler på nanorevolusjonen

De færreste norske selskaper har noe forhold til nanoteknologi. Selv om Hydro bruker litt på enkelte forskningsprosjekter, er selskapets ledelse foreløpig avventende. «Det er en forholdsvis beskjeden innsats vi gjør i dag, fordi vi ikke har klart å identifisere at her er det en revolusjon som skjer. Så langt har vi ikke sett noe som kan peke på en gjennomgripende forandring. Jeg tror tidshorisonten her er ganske lang,» sier forskningsdirektør Erik Sandvold i Hydro Aluminium. «Et område hvor vi kan forvente nye muligheter, er kontroll med overflaten av materialer på nanonivå. Her er det så mange som jobber at vi ikke tror det er nødvendig å starte et stort nanoprogram internt. Da bør vi heller se på samarbeid med eksterne miljøer. Nanoteknologi blir ikke en kjerneteknologi for Hydro,» sier Sandvold.

Jotun har ikke noe eget forskningsprogram for nanoteknologi. «Vi følger aktivt med på det som skjer med nanoteknologi innen malingbransjen. Men så langt har vi ikke funnet noe vi hopper på. Stort sett fordyrer de nye partiklene produktene ganske mye. Kundene er veldig prisfokusert. Du må ha noe som virkelig gir «benefit» for at de skal godta høyere pris,» sier laboratoriesjef Svein Gunvaldsen i Jotun AS. Selskapet har startet et forprosjekt med Sintef om nanopartikler i husmaling som skal gjøre den mer værbestandig og i gulvmaling for å gjøre den mer slitesterk.

Terje Berg som er rådgiver innen nanoteknologi i konsulentselskapet Cientifica, er oppgitt over norsk næringslivs fravær i forskningsprosjekter. «Det er begredelige greier. Problemet er at norsk næringsliv ikke har funnet noen applikasjon de skal bruke nanoteknologi på,» sier han. Én grunn kan være at nanoteknologien har sterkest utvikling innen elektronikkindustri, bilindustri og medisin, bransjer der Norge ikke har noen stor industri.

I EU er nanoteknologi i matvarebransjen et stadig hetere tema. «I det store EU-programmet GoodFood er målet at ferskvare skal være alt som er mindre enn 30 dager gammelt. Da må du ha aktive ingredienser som fjerner oksygen, bakterier og andre uønskede ting,» sier Berg. Ingen norske selskaper er med i programmet.

Nanoteknologien kommer til nytte i emballasjen, sporing av produsenten, smakstilsetting, merking og fjerning av bakterier. For fiskerinæringen er det kommet arbeidsbenker med et nanobelegg som stopper bakterier, enten ved hjelp av nanokrystallinsk sølv eller ved at overflaten er dekket av nanorør som stikker opp og tar hull på bakteriene.

Det eneste rene nanoteknologiselskapet i Norge er n-TEC AS, som produserer nanorør og nanokjegler. Sintef håper å legge kimen til storskala produksjon av nanorør etter å ha utviklet en ny prosess som kan produsere kilovis med nanorør per dag.

Et anvendelsesområde med mulige konsekvenser for Norge er solceller. De tre amerikanske selskapene Nanosys, Nanosolar og Konarka konkurrer om å komme først på markedet med solcellepaneler i plast. Fordelen er at de er billige å produsere og kan plasseres overalt. Dersom alle tak i USA fikk solcellepaneler kunne de nesten dekke landets behov for elektrisk energi. De tre bruker nanoteknologi på ulike måter, men har den samme hovedutfordringen: Lage solcellene stabile og i stort volum. Dersom de lykkes vil de bli en kraftig konkurrent til solcellepanelene i silisium Men norske REC kan fortsatt sove rolig og tjene gode penger på produksjonen av solcellepaneler. Solcellepaneler i plast er fortsatt mange år unna.

Har sterke forskningsmiljøer

Foresight Nanotech Institute i Silicon Valley har satt opp to lister for hvordan nanoteknologi vil påvirke samfunnet. På kort sikt er det verktøy, komposittmaterialer, belegg og katalysatorer. På mellomlang sikt er det fly og romfart, diagnose og medisinering, databrikker, skjermer, energilagring og -distribusjon, batterier, brenselceller og solenergifangere. Instituttets administrerende direktør Scott Mize fremholder – med liten beskjedenhet på teknologiens vegne – seks utfordringer nanoteknologien må bidra til å løse: Møte det globale energibehovet med ren teknologi, sørge for nok rent vann over hele verden, bedre folkshelsen og øke levealderen, maksimere produktiviteten i jordbruket, gjøre kraftig informasjonsteknologi tilgjengelig overalt og bidra til videreutvikling i verdensrommet.

Innenfor flere av disse områdene har Norge gode forsknings- og industrimiljøer. Norske forskningsmiljøer er sterke på nanoteknologi brukt til utvikling av hydrogensamfunnet: Lagringstanker for hydrogen, produksjon av hydrogen og membraner til brenselceller. Men foreløpig står ingen industri klar til å kommersialisere forskningsresultatene.

Tekstboks:

Dette er nanoteknologi

Nanoteknologer arbeider på atomært og molekylært nivå for å designe, fremstille, manipulere og anvende materialer, komponenter og systemer. Dette kan gi nye mekaniske, funksjonelle, kjemiske og biologiske egenskaper. Et atom er typisk en tidels nanometer mens et molekyl er noen nanometer stort. Nanoteknologi er definert å være mellom 0,1 og 100 nanometer.

Tekstboks:

Fra materialer til medisin

Utnyttelsen av nanoteknologi vil utvikle seg gjennom fire faser de neste 20 årene, mener forskere:

• Fase 1: Bedre materialer: Nye molekylstrukturer som karbonrør skaper materialer som er sterkere og lettere. Det gir muligheter for alt fra bildeler til vindmøllevinger. Solceller, brenselceller og batterier blir mer effektive og billigere.

• Fase 2: Smarte materialer: Sensorer bygges inn i tekstiler. I helse- og sportsanvendelser kan de fortelle om puls og temperatur. I soldatuniformen kan de varsle om farlige gasser eller radioaktivitet. Materialene i kjøkkenbenken og i kjøleskapet gjøres antibakterielle. Medisinering styres av signaler fra kroppen.

• Fase 3: Små maskiner: Forskere har som mål å bygge maskiner i nanostørrelse der delene bare er noen molekyler store. Flere forslag foreligger til maskiner som kan produsere «alt». Du putter på de riktige råstoffene og ut kommer for eksempel en ferdig datamaskin.

• Fase 4: Nanomedisin: Kunnskap om menneskenes gener koblet med nanoteknologi og IKT vil skape en flom av enkle diagnosesett for bruk på legekontorer og for folk flest. Om 20 år kan vi legge en blodprøve på en slik brikke og få kartlagt hele vårt personlige genom nærmest på øyeblikket. I dag tar det minst et år. Andre sensorer kan oppdage en enkelt bakterie eller et enkelt virus.