Expectations for nanotechnology

Abstract

Nanotechnology is said to be the transforming technology of our era, representing a completely new level of understanding of the world. Manipulating atoms and molecules at the nanoscale, nanotechnology enables advancements in materials and devices. However, many nanotechnology visions are still waiting for breakthroughs in research or applications for commercialisation. Expectations play a pivotal role in the evolution of emerging technologies such as nano. New technologies are brought into society through expectations. Expectations for emerging technologies are real-time representations of future capabilities of the technology. They have a central role in building the momentum for technological and scientific innovation. This study delves into the expectations of experts for nanotechnology. Knowing these expectations will help to focus on the relevant aspects now and to build the desired futures. The research questions are: 1) What is the role of expectations in the development of nanotechnology? 2) What is the current stage of nanotechnology development and how is it expected to develop? 3) What are the current expectations for nanotechnology? The study begins with a literature review on technology life cycles and the role of expectations in their formation. Next, it traces the development path of nanotechnology and the evolving expectations along it. Empirical data is gathered through a Delphi expert panel and complementary interviews. Delphi was attended by 14 experts from different fields of nanotechnology, and six of them also participated in thematic interviews. The results were analysed using content analysis. The results section describes the expected changes in the different fields of nanotechnology, the main obstacles to commercialisation, guiding megatrends, societal impacts, the development phase, and long-term visions. Nanotechnology is in a state of divergence and stability, with some fields already reaching maturity and mainstream acceptance, while others remain in early developmental stages. Significant changes are expected in the fields of energy, information technology, medical applications, and materials science. Obsolete laws and regulations and safety concerns continue to hamper the commercialisation of nanotechnology although green transition and digitalisation create new needs for it. Nanotechnology remains one of the most promising technologies, with a current focus on ensuring its safety for health and the environment. Interest in nanotechnology is growing as it is anticipated to offer solutions for a more sustainable society. The synergy between nanotechnology and other emerging technologies, along with the potential for hybrid solutions, is increasingly recognised.

Nanoteknologian sanotaan olevan aikamme käänteentekevää teknologiaa, joka edustaa aivan uudenlaista ymmärrystä maailmasta. Atomien ja molekyylien manipulointi nanomittakaavassa mahdollistaa edistysaskeleet materiaaleissa ja laitteissa. Monet nanoteknologian visiot odottavat kuitenkin yhä läpimurtoja tutkimuksessa tai sovelluksia kaupallistamiseen. Odotuksilla on ratkaiseva merkitys nanon kaltaisille kehittyville teknologioille, sillä uudet teknologiat tuodaan yhteiskuntaan odotusten kautta. Odotukset kehittyvistä teknologioista ovat reaaliaikaisia representaatioita teknologian tulevaisuuden kyvyistä. Niillä on ratkaiseva rooli teknologisten ja tieteellisten innovaatioiden momentumin rakentamisessa. Tämä tutkimus pureutuu nanoteknologian asiantuntijoiden odotuksiin. Näiden odotusten tunteminen auttaa keskittymään olennaisiin asioihin nyt ja rakentamaan toivottuja tulevaisuuksia. Tutkimuskysymykset ovat: 1) Mikä on odotusten rooli nanoteknologian kehittymisessä? 2) Mikä on nanoteknologian kehityksen nykyinen vaihe ja miten sen odotetaan kehittyvän? 3) Mitkä ovat nykyiset odotukset nanoteknologiaa kohtaan? Tutkimus alkaa kirjallisuuskatsauksella teknologioiden elinkaaresta ja odotusten roolista niiden muotoutumisessa. Seuraavaksi se kuvaa nanoteknologian kehityspolkua ja vaihtuvia odotuksia sen varrella. Empiirinen aineisto kerätään Delfoi-asiantuntijapaneelin ja sitä täydentävien haastatteluiden avulla. Delfoihin osallistui 14 nanoteknologian eri alojen asiantuntijaa, joista kuusi osallistui myös teemahaastatteluihin. Tulokset analysoitiin sisällönanalyysin avulla. Tulososiossa kuvataan nanoteknologian eri osa-alueiden odotettuja muutoksia, tärkeimpiä kaupallistamisen esteitä, kehitystä ohjaavia megatrendejä, yhteiskunnallisia vaikutuksia, kehitysvaihetta ja pitkän aikavälin visioita. Nanoteknologia on eriytyneessä ja vakaassa tilassa. Jotkin nanoteknologian alat ovat kypsempiä ja jo valtavirrassa muiden alojen ollessa vielä varhaisemmassa kehitysvaiheessa. Merkittäviä muutoksia odotetaan erityisesti energian, tietotekniikan, lääketieteellisten sovellusten ja materiaalitieteen aloilla. Vanhentuneet lait ja määräykset sekä turvallisuushuolet haittaavat edelleen nanoteknologian kaupallistamista, vaikka vihreä siirtymä ja digitalisaatio luovat nanoteknologialle uusia tarpeita. Nanoteknologiaa pidetään edelleen yhtenä lupaavimmista teknologioista, ja sen nykyinen painopiste on turvallisuuden varmistamisessa niin terveyden kuin ympäristönkin kannalta. Kiinnostus kasvaa, koska nanoteknologian odotetaan tarjoavan ratkaisuja kestävämpään yhteiskuntaan. Nanoteknologian ja muiden kehittyvien teknologioiden välinen synergia sekä hybridiratkaisujen mahdollisuudet tunnustetaan yhä vahvemmin.