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| 納米技術(shù)的潛在風(fēng)險，你知道多少？ |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-07-28 11:15:17 瀏覽次數： |
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研究人員已經(jīng)花費了大量時(shí)間和金錢(qián)用于研究納米技術(shù)新的應用上，但是關(guān)于納米顆粒對人類(lèi)的健康和環(huán)境影響的研究卻相對要少一些?；瘜W(xué)元素在極小的尺寸的形態(tài)下會(huì )有特殊的性質(zhì)，因而它們可能會(huì )以意想不到的方式影響環(huán)境。納米顆粒也許能夠以之前不能的方式入侵身體，影響大腦或其他組織器官。日常生活中一般形態(tài)下的化學(xué)元素不能打破血管、腦屏障，也沒(méi)有人真正知道當它們以納米顆粒等形式進(jìn)入人體后會(huì )有什么影響。納米顆粒的形態(tài)可能完全不同于常見(jiàn)的元素形態(tài)，這可能導致生命系統完全不知道如何應對它們，甚至直接對它們產(chǎn)生不良反應。
什么是納米技術(shù)
納米技術(shù)是研究和操作的顆粒尺寸在1~100納米的范圍內的科學(xué)及工程領(lǐng)域。1納米相當于十億分之一米，大約是頭發(fā)絲的粗細的五萬(wàn)分之一。在這個(gè)尺寸范圍的顆粒通常有不尋常的性能，所以人們期望這些性能可以在科學(xué)、工程、醫學(xué)和計算機等領(lǐng)域帶來(lái)巨大效益。
納米顆粒的特性
據專(zhuān)家介紹，在納米尺寸下的元素與通常被發(fā)現的較大尺寸的元素表現迥異。例如，石墨的性質(zhì)是眾所周知的，即在任何正常情況下石墨是不會(huì )被認為是危險的或活性的材料，它在毒理學(xué)指標中具有特殊的地位。Rice大學(xué)的諾貝爾獲獎物理學(xué)家Richard Smalley發(fā)現的碳納米管和富勒烯（碳的納米顆粒），由于其碳原子的排列方式被歸類(lèi)為石墨的一種形式。然而，這些顆粒表現得很不同于石墨，它們可能對生命體產(chǎn)生危害，既具有毒性。
科學(xué)家們知道物質(zhì)會(huì )隨著(zhù)它們的顆粒減小而變得更活潑，這是因為其表面積與體積比變得更大，即給定量物質(zhì)的化學(xué)反應發(fā)生提供了一個(gè)更大的表面。一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子是鐵元素——鐵釘當然不會(huì )燃燒，但等量的鐵元素在極細的粉末形式下一旦暴露在空氣即可自燃。同樣，那些通常來(lái)說(shuō)相當惰性的物質(zhì)，當以納米顆粒形式在人體內或在環(huán)境中可能發(fā)生意外的化學(xué)反應。
 
碳納米管的毒性：無(wú)碳納米管（上）和有碳納米管（下）情況下的大腸桿菌對比照片納米粒子是如何影響生命系統的
對納米技術(shù)危險性的任何評估都是十分復雜的，因為納米粒子的大小和形狀可能會(huì )影響其生物活性和毒性。相比于傳統形式，納米顆粒狀態(tài)的物質(zhì)與生命體的聯(lián)系能力增強，因為它們往往可以穿透皮膚，通過(guò)肺進(jìn)入血液，并穿過(guò)血管、腦屏障。一旦進(jìn)入機體，可能發(fā)生進(jìn)一步的生化反應，例如生成自由基損害細胞和DNA。另一個(gè)問(wèn)題是，雖然生命體已有了對自然顆粒的防御（例如人體中抗體等），但納米技術(shù)使得物質(zhì)“面目全非”，生命體恐怕完全無(wú)法識別或對付它們了。
有時(shí)，相對于化學(xué)性質(zhì)，光是顆粒的物理性質(zhì)就可以以意想不到的方式造成危害。石棉就是一個(gè)例子。因為它在化學(xué)上是相當惰性的，最初被認為是無(wú)害的并且被廣泛使用。但是，那時(shí)的人們萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到，當石棉被切斷或破碎時(shí)產(chǎn)生微小的、漂浮在在空氣中可以被吸入的纖維會(huì )堆積在肺部，由于其尺寸和形狀及它們與肺細胞之間相互機械作用方式，最終導致癌癥。
一個(gè)科學(xué)研究發(fā)現，一些種類(lèi)的碳納米管和石棉在維度上和形狀上十分相似，且在動(dòng)物身上的實(shí)驗顯示，動(dòng)物暴露在含納米管顆粒的環(huán)境中，身上會(huì )發(fā)炎和發(fā)生組織損傷。即使導致癌癥的現象并沒(méi)有被發(fā)現，但以石棉纖維導致癌癥為例，這種關(guān)系可能需要幾十年以后才會(huì )顯現出來(lái)。在今天，每年有三千人死于由于長(cháng)期處于含石棉纖維的環(huán)境中而導致的癌癥?？茖W(xué)家現在提出這些有關(guān)于納米技術(shù)的潛在危險的擔憂(yōu)就是希望能夠避免未來(lái)發(fā)生相類(lèi)似或者更加糟糕的境況。特別是考慮到現在市場(chǎng)對納米顆粒的需求越來(lái)越大，比如說(shuō)汽車(chē)的噴漆，網(wǎng)球拍，化妝品中都會(huì )有需要納米顆粒作為原料。
對納米顆粒毒理的研究
2004年3月，德州南衛理公會(huì )大學(xué)的環(huán)境毒理學(xué)家Eva Oberdörster的一個(gè)實(shí)驗發(fā)現，暴露在百萬(wàn)分之0.5這種中等劑量(相比于同樣環(huán)境中其他污染物的劑量)的富勒烯環(huán)境中48小時(shí)，魚(yú)類(lèi)就會(huì )產(chǎn)生嚴重的腦部傷害。在這些魚(yú)類(lèi)身上也發(fā)現了基因變異的跡象，這意味著(zhù)魚(yú)類(lèi)整個(gè)生理系統都被影響了。在一個(gè)最近的實(shí)驗中發(fā)現，富勒烯同樣也會(huì )殺害海洋食物鏈中重要的一環(huán)——水蚤。
Eva Oberdörste說(shuō)我們并不能就此下結論說(shuō)富勒烯也會(huì )對人類(lèi)腦部造成傷害，這還需要進(jìn)行深一步的實(shí)驗來(lái)證明。我們必須警惕環(huán)境中富勒烯的長(cháng)期積累很可能成為一個(gè)潛在的危害，特別是如果進(jìn)入了食物鏈的話(huà)。早些，在2002年的時(shí)候，由生物環(huán)境納米科技中心（CBEN）實(shí)施的一些實(shí)驗表明納米顆粒會(huì )積累在實(shí)驗動(dòng)物的體內，還有一些其他的實(shí)驗發(fā)現富勒烯能夠穿透土壤被蚯蚓吸收，即有可能通過(guò)關(guān)系到人類(lèi)的食物鏈到達并且積累在人類(lèi)體中，對人類(lèi)的身體健康產(chǎn)生危害。
此外，其他一些納米顆粒對生命體也顯示出負面影響。在2002年，加利福尼亞圣地亞哥分校的科學(xué)家研究發(fā)現叫做量子點(diǎn)的硒化鎘納米顆粒會(huì )造成人類(lèi)的鎘中毒。鎘是以任何形式進(jìn)入人體都會(huì )對人體造成重大傷害的金屬元素，這種小尺寸的顆粒大大增加了鎘金屬意外進(jìn)入人體的幾率。2004年，英國科學(xué)家首次發(fā)現金納米顆?？梢酝ㄟ^(guò)懷孕母親的胎盤(pán)進(jìn)入胎兒體內。還有早在1997年科學(xué)家，牛津大學(xué)的科學(xué)家就發(fā)現防曬霜中的納米顆粒產(chǎn)生的自由基會(huì )損害DNA。
未來(lái)展望
毫無(wú)疑問(wèn)納米顆粒具有非常有趣和有用的性質(zhì)，能為我們帶來(lái)巨大的好處，但是對于它們可能帶來(lái)的危害的研究還在進(jìn)行階段，而人類(lèi)已經(jīng)暴露于含有它們的環(huán)境里。制造含有納米顆粒的產(chǎn)品的工廠(chǎng)的工人首當其沖。美國職業(yè)安全與衛生研究所（NIOSH）報告說(shuō)，多于兩百萬(wàn)的美國人已經(jīng)暴露于含高含量的納米顆粒的生產(chǎn)環(huán)境中。他們相信這個(gè)數字在不遠的將來(lái)會(huì )繼續攀升到四百萬(wàn)。不少群體呼吁，在對納米顆粒的危害進(jìn)行詳盡研究之前應該暫停生產(chǎn)含有納米顆粒的產(chǎn)品。許多人擔憂(yōu)，巨大的經(jīng)濟效益誘惑和經(jīng)濟競爭壓力導致市場(chǎng)上企業(yè)不顧工人身體健康生產(chǎn)的行為已經(jīng)先于有關(guān)納米顆粒對公眾潛在危害研究之前。的確，納米熱了這么多年，為了對公眾的健康負責、出于嚴謹的科學(xué)態(tài)度，我們是不是真的需要停下來(lái)先好好想一想？
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