【群英原创】纳米,未来一切的基石?

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导读:. 3024 [color=#0909F7]纳米,这个曾经不为人知的专业科学术语,如今越来越多地出现在公众视野中,并开始渗入我们的衣、食、住、行,带来无限新商机,然而很少有人知道,这种新技术也暗藏着巨大的风险。[/color] . [B][color=#FF0000][size=42][face=黑体]纳米,未来一切的基石?[/face][/size][/color][/B] . 作为一种新型前沿技术,由于自身的许多超乎寻常的特性,纳米技术诞生伊始就引起了全世界科学家的极大关注,上世纪九十

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纳米,这个曾经不为人知的专业科学术语,如今越来越多地出现在公众视野中,并开始渗入我们的衣、食、住、行,带来无限新商机,然而很少有人知道,这种新技术也暗藏着巨大的风险。

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纳米,未来一切的基石?

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作为一种新型前沿技术,由于自身的许多超乎寻常的特性,纳米技术诞生伊始就引起了全世界科学家的极大关注,上世纪九十年代起,各国科学家纷纷投入了这场「纳米研究战」。而如今,越来越多由纳米技术研发而生的产品被推上了生产线,进入人们的日常生活。截至目前,进入销售管道的纳米产品已达数百种,专利申请也愈来愈多,在不知不觉中,人类已经广泛接触纳米产品。

「别看它们那么小,这些元素构成的线路和组件将会决定未来世界几乎所有的东西。」这是哈佛大学化学系教授查尔斯•莱伯对纳米技术的看法。

「纳米技术对未来的影响很多是可以预见的,但无疑也有很多是我们凭借今天无法意料到的。」他认为,纳米技术为从微电子、计算机,到化工、通信,再到食品、医药等许多领域取得革命性的进步提供了保证,而这将在很大程度上影响人类未来的科学乃至整个社会生活的基础。

我们今天所吃的许多食品中已有纳米级的超微添加物,比如纳米油、纳米水、纳米饼干、纳米茶,甚至纳米咖啡;化妆品中的纳米材料更多,尤其是防晒面膜最普遍,二氧化钛是防晒面膜的白色粉底,若处理成奈米级微粒涂在脸上可有效阻隔紫外线辐射,却薄得让自然光可穿透而有透明感;在医药方面,纳米材料可应用在体内诊断器、组织工程、人体器官移植和精准制药上,比如已经被医学界所广泛使用的人工心脏瓣膜,目前是由金属钛与不锈钢合金所构成,但在移植入人体后仍有损坏的可能,相比而言,结晶纳米氧化镐则是一种具有高度抗生物损耗的可能替代材质,将会对生物医学产生革命性的影响……

因此从某种意义上可以说,纳米技术会是组成未来一切的基石。

TIPS 纳米

纳米是长度单位,原称毫微米,其长度为十亿分之一米,相当于一根头发丝直径的万分之一。纳米技术是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

纳米技术也有害?

随着纳米科技的进步,商品中含有纳米材料会越来越多,热情过后的公众迟早会把注意力转向纳米材料对人体和环境健康的影响。然而,英国《自然—纳米技术》杂志近期公布的一份报告称,与普通民众对这一技术的积极态度不同,科学家们因纳米技术可能对人类健康和生态环境造成消极影响而忧心忡忡。

报告在全美国范围内电话调查了363名纳米技术科学家、工程师和1015名非专业人士。调查结果显示,科学家们虽然认同他们所从事的纳米研究将给医学、环保、国防等领域带来突破,却对纳米技术可能给环境和人类健康带来的风险抱有严重担忧。因为纳米技术可能在研究人员或工业界的错误研究与应用下,产生对人体或环境造成高度破坏的有毒物质。

相比科学家对纳米技术本身存在巨大忧虑而言,普通民众对纳米技术将导致的社会风险更加关心,他们担心纳米技术引起的产业变革和新产品的出炉将引导致广泛的失业、军备竞赛,以及隐私权的丧失。

事实上,任何一种科学技术都是「双刃剑」,越是造福人类的新技术也越是蕴藏着巨大的破坏力,从核能技术到计算机技术,再到转基因技术,无一不是如此。科学界内部也早已对纳米技术的风险进行过反复讨论,只是苦于相关研究缺乏实质进展而难下定论。

虽然纳米技术可能对人类健康和环境造成的具体危害尚无定论,但由于纳米产品蕴藏巨大的商业价值,媒体便一味地大肆宣传纳米技术的众多优点和无限前景,而对它的风险却轻描淡写,遮遮掩掩,这直接导致了公众对纳米技术的严重误读。

相对媒体一窝蜂的正面宣传,科学家们与公众沟通的能力似乎十分有限。然而纳米专家们希望在这项技术得到广泛应用前就向公众阐述它的风险。因为当年转基因食品出现时,公众起初也表现狂热,却在后来不断出现的事故或暴露出的风险中渐感忧虑。

危害到底有多大?

事实上,发表上述报告的英国研究机构特别关心目前开发中或已经生产的纳米粒子与纳米管对于人体健康、其它生命体以及整体生态系统所可能造成的危害与冲击。有鉴于此,该份报告更建议英国研究委员会应尽早建立一个控管研究有毒物质、流行病学、纳米材料制造的跨学科中央控管机构。该中央控管机构也应该同时发展一套行为模式以及监控纳米粒子或纳米管制造的过程,并且与欧洲的其它相关组织共同合作与分享彼此的研究信息。

中科院纳米生物效应室赵主任研究后则表示,因为纳米材料相对一般的微小颗粒具有不同的物理和化学性质,它在生物体内可能导致无法预测的分布和影响。

赵最近研究了碳纳米颗粒在小鼠体内的行为,发现具有磁性纳米颗粒的丛集能力使它可以于三十分钟内在小鼠的主动脉血管里形成栓塞。而单壁纳米碳管虽然不能跨越血脑屏障,但可以在小鼠体内各个器官中自由穿行。而碳纳米颗粒可以损害小鼠肺部巨噬细胞的噬菌能力,二氧化钛纳米颗粒则可以通过嗅觉作用进入大脑,破坏大脑的海马体。

无独有偶,美国佛罗里达大学材料科学系主任布里吉•毛德吉尔也发现,从破坏细胞膜的完整程度这方面来讲,铝纳米颗粒和石英纳米颗粒会导致很高的细胞死亡率,而吸入大量超微粒子先会引发肺炎,再由肺转移到其它器官,引起意想不到的生物感染。也可透过皮肤吸收,进入淋巴腺系,甚至穿透细胞膜破坏细胞。

纳米材料不仅对人体有风险,对环境的影响更难评估。以碳纳米管为例,常用来混进塑料中强化硬度、增加导电度,但没人知道大量碳纳米微粒排放到大自然中,对地下水及其它生态造成什么样的影响。

人类恐惧的最高级别不是面对风险,而是明知面对风险却不知道风险到底有多大。而人类目前对于纳米材料如何与人体和环境进行相互作用却几乎一无所知。这种无知,无疑蕴藏着最大的风险。

出了问题谁来管?

纽约新兴技术顾问公司Lux Research的专家指出,大企业或许有能力进行每种纳米微粒的人体、环境影响研究,但中小企业却不管,他们说自己只管生产二氧化钛,而在目前的法律体制下,这属于「安全物质」。然而这些产品一旦出现危害人体健康的问题,将会产生极大的社会恐慌。

鉴于纳米技术的广阔前景和潜在危害,各国科学家都纷纷要求政府加大对纳米技术的研究投入和纳米产品的审查力度,以期借政府之力将纳米风险降到最低。二零零六年十月,美国国会科学委员会要求美国政府的国家纳米技术计划小组提出风险评估计划。预计未来几年,国会将批准每年一亿美元的经费,进行风险影响评估。研究结果,除了监测对环境(空气、水)的影响之外,更将作为制订生产标准、工作安全规定的参考。

英国皇家科学院则早在二零零四年就决定将纳米微粒当成全新物质,每种微粒都立案调查。欧盟也同意,每种新微粒都重新立案。去年初,英国政府技术顾问小组也提出,纳米材料对人体、环境造成的风险研究「紧急缺乏」,政府需策略性地提供研发经费。而英国纳米技术产业协会最近还提出,政府研发经费应有一定比例投入对奈米技术风险的研究。

但许多国家的政府,至今仍认为纳米产品「安全可靠」,不应特殊对待。而且产品安全是个别企业的责任,企业应为自己生产的产品、员工安全、环保影响负最终责任。在市场经济原则下,这种逻辑很自然,但对纳米这种人类初识的全新技术来说,政府部门理应在这中间担负起必要的社会责任,因此面对纳米技术,全世界各国政府都应该积极面对,予以正视。

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【版权联系 潘莹斌 邢力 CTB经研所】

本文内容于 2008-1-2 16:51:06 被观察哨编辑

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