淺談納米材料的利與弊

淺談納米材料的利與弊

　　關(guān)鍵詞：納米材料，納米科技，納米材料安全性，納米材料正負(fù)面效應(yīng) 

　　一、納米技術(shù)與納米材料簡(jiǎn)介 
　　納米（nano）本是一個(gè)長(zhǎng)度單位，1納米為10-9米，即十億分之一米。大部分原子和分子的尺寸約為0.1-100nm，當(dāng)很多宏觀(guān)物質(zhì)的尺度降低到納米量級(jí)時(shí)會(huì)表現(xiàn)出很多與我們平時(shí)所觀(guān)察到的不同的現(xiàn)象，所以研究材料在0.1-100nm尺度范圍內(nèi)的性質(zhì)和應(yīng)用就形成了當(dāng)前非常熱門(mén)的納米科學(xué)與技術(shù)。 
　　90年代末，納米技術(shù)在我國(guó)也有著快速發(fā)展。納米科技與以往的科技領(lǐng)域有所不同，它涉及物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和電子學(xué)等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，并引發(fā)核派生了納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)和納米材料學(xué)等諸多新領(lǐng)域。其中納米材料學(xué)是研究納米材料的設(shè)計(jì)、制備、性能和應(yīng)用的一門(mén)納米應(yīng)用科學(xué)[1]。如納米尺度的結(jié)構(gòu)材料能在不改變物質(zhì)化學(xué)成分的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)器納米尺寸的大小來(lái)控制材料的基本性質(zhì)，如熔點(diǎn)、磁性、強(qiáng)度和顏色等。納米材料是納米科技的基礎(chǔ)，只有提高納米材料的性能才能實(shí)現(xiàn)需要的功能。所以，納米材料在整個(gè)納米產(chǎn)業(yè)中占有很大的市場(chǎng)份額。 

　　二、納米材料的健康效應(yīng) 

　　1、正面效應(yīng)：納米醫(yī)學(xué) 
　　納米材料已經(jīng)或正在走進(jìn)我們生活的諸多方面，如生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的納米制藥和疾病監(jiān)測(cè)的方面。因?yàn)榧{米材料尺度小、活性強(qiáng)，用納米材料制成的藥物可以準(zhǔn)確的殺死病變細(xì)胞不會(huì)對(duì)健康細(xì)胞產(chǎn)生影響，這是常規(guī)藥物所不能實(shí)現(xiàn)的。納米生物芯片技術(shù)將傳統(tǒng)的生物樣品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室集成到一個(gè)芯片上來(lái)，大大增強(qiáng)了檢測(cè)速度和精度。 
　　納米材料技術(shù)與生物技術(shù)結(jié)合為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了全新的視野，納米材料也醫(yī)藥學(xué)方面和生物芯片方面取得了顯著的成績(jī)。隨著納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更為廣泛的應(yīng)用，疾病診斷、臨床治療等將會(huì)變得更有效率，治療費(fèi)用也會(huì)隨著納米技術(shù)的不斷成熟又逐步降低，從而我們的生命健康保障將會(huì)得到很大提高。 

　　2、負(fù)面效應(yīng)：納米毒理學(xué) 
　　盡管納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生的革命性的變化，但是納米材料的安全性問(wèn)題同時(shí)也非常值得我們關(guān)注。任何一門(mén)技術(shù)都具有雙面性，即有有利的一面也會(huì)存在有害的一面，納米材料也不例外。 
　　對(duì)納米材料安全性的研究工作最早的是英國(guó)牛津大學(xué)和蒙特利爾大學(xué)的科學(xué)家在1997年發(fā)現(xiàn)防曬霜中的TiO2和ZnO納米顆粒會(huì)破壞皮膚細(xì)胞的DNA。直到2003年3月，美國(guó)化學(xué)會(huì)年會(huì)上的有關(guān)納米顆粒對(duì)生物可能存在危害的報(bào)告才引起了世界對(duì)納米材料安全性的廣泛關(guān)注。紐約羅切斯特大學(xué)的研究者讓大鼠在含有粒徑為20　nm　的聚四氟乙烯（特氟龍）顆粒的空氣中生活15分鐘，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)大鼠在隨后4小時(shí)內(nèi)死亡；而另一組生活在含120　nm特氟龍顆粒的空氣中的大鼠，則安然無(wú)恙[3]。 

　　三、納米材料負(fù)面效應(yīng)的解決方法 

　　1、各國(guó)政府的對(duì)策和行動(dòng) 
　　20世紀(jì)末才發(fā)展起來(lái)的納米科技正在逐步完善，已經(jīng)應(yīng)用于關(guān)系國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多重要領(lǐng)域。21世紀(jì)是科技迅速發(fā)展的時(shí)代，納米材料已經(jīng)應(yīng)用在眾多國(guó)防和軍事領(lǐng)域，如美國(guó)B-2隱形轟炸機(jī)的表面涂層材料，新型的特種兵作戰(zhàn)服。而且，納米材料作為其他行業(yè)的基礎(chǔ)，為傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來(lái)了新的生機(jī)，納米材料有著巨大的市場(chǎng)前景。納米材料標(biāo)準(zhǔn)化方面引起了納米研究大國(guó)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，納米材料的安全性問(wèn)題正是競(jìng)爭(zhēng)的交點(diǎn)。為了率先占領(lǐng)納米科技的未來(lái)市場(chǎng)制定納米材料標(biāo)準(zhǔn)，納米材料的安全性問(wèn)題更顯得非常重要。 

　　2、結(jié)合我國(guó)國(guó)情的策略 
　　我國(guó)的納米材料科技研究起步較早，與國(guó)際領(lǐng)先水平差距不大。納米材料在化妝品、涂料、紡織業(yè)、汽車(chē)工業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都有著很好的市場(chǎng)前景。就我國(guó)納米材料市場(chǎng)來(lái)看，其主要產(chǎn)品為金屬納米顆粒材料、納米氧化物、納米碳化物和半導(dǎo)體納米材料，如銀、銅和鐵等納米顆粒材料，納米氧化鋅，碳納米管和納米鈦酸鋇等。2007年出版了納米毒理學(xué)領(lǐng)域第一本專(zhuān)著《Nanotoxicology》。此外，北京大學(xué)化學(xué)生物學(xué)系、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、中國(guó)科學(xué)院武漢分院、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院等也都成立的納米材料安全性方面的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展研究工作。白春禮院士在第243次香山科學(xué)會(huì)議上指出："任何技術(shù)都是有兩面性的，納米技術(shù)也可能同樣是把雙刃劍。正確的態(tài)度是吸取20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以科學(xué)發(fā)展觀(guān)為指導(dǎo)，在發(fā)展納米技術(shù)的同時(shí)，同步開(kāi)展其安全性的研究，使納米技術(shù)有可能成為第一個(gè)在其可能產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)之前就已經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究，引起廣泛重視，并最終能安全造福人類(lèi)的新技術(shù)"[3]。 

　　四、科學(xué)發(fā)展?fàn)I造綠色納米世界 
　　納米材料研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要符合科學(xué)發(fā)展觀(guān)的內(nèi)容，要堅(jiān)持以人為本，全面發(fā)展和可持續(xù)性發(fā)展。納米材料安全性的題不僅關(guān)系到產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國(guó)家的利益，更關(guān)系到人民群眾的生命健康。新興的納米材料科技要為人民所用，而不是要危害人民的健康。納米材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的新的增長(zhǎng)點(diǎn)，也會(huì)帶動(dòng)制造業(yè)、國(guó)防產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展。健康、綠色的納米材料是納米材料科學(xué)發(fā)展的最基本前提。堅(jiān)持納米材料的科學(xué)發(fā)展觀(guān)，促進(jìn)納米材料、人與社會(huì)的和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技發(fā)展和人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[9]。 
　　當(dāng)前，傳統(tǒng)行業(yè)里的"中國(guó)制成"已經(jīng)在世界范圍內(nèi)站住腳，但是在當(dāng)前世界的利潤(rùn)分配中，制造環(huán)節(jié)的利潤(rùn)越來(lái)越低而且產(chǎn)生巨大的資源消耗和環(huán)境破壞，取而代之的是研發(fā)和服務(wù)環(huán)節(jié)的利潤(rùn)所占比例越來(lái)越大，這就是著名的"微笑曲線(xiàn)"。 
　　我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森曾說(shuō)："納米和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，會(huì)是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命[1]。"納米材料的安全性問(wèn)題是困擾納米科技進(jìn)一步走進(jìn)人生生活的關(guān)鍵，只有解決好納米技術(shù)也人類(lèi)發(fā)展的關(guān)系，營(yíng)造一個(gè)綠色納米科技發(fā)展環(huán)境，人類(lèi)才能真正的享受到納米科技的福音。 

　　參考文獻(xiàn)： 
　　[1]徐云龍，趙崇軍，錢(qián)秀珍.納米材料科學(xué)概論[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2008：21. 
　　[2]賈寶賢，李文卓.微納米科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：3. 
　　[3]趙宇亮，趙峰，葉昶.納米尺度物質(zhì)的生物環(huán)境效應(yīng)與納米安全性[J].中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)科學(xué)前沿，2005：19-23. 
　　[4]趙宇亮，白春禮.納米安全性：納米材料的安全效應(yīng)[J].世界科學(xué)技術(shù)，2005，（4）. 
　　[5]汪冰，豐偉悅，趙宇亮，邢更妹，柴之芳.納米材料生物效應(yīng)及其毒理學(xué)研究進(jìn)展[J].中國(guó)科學(xué)，2005，（1）. 
　　[6]Y.Song，　X.Li，　X.　Du.Exposure　to　namoparticles　is　related　to　pleural　effusion，　pulmonary　fibrosis　and　granuloma[J].Eur　Respir，2009，34：559-567. 
　　[7]Service　R　F.Nanomaterials　show　signs　of　toxicity[J].Science，2003，300，（11）：243. 
　　[8]張立德.我國(guó)納米材料研究的現(xiàn)狀[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2001，（5）. 
　　[9]曾國(guó)屏，高亮華，劉立，吳彤.當(dāng)代自然辯證法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005：109-112. 
　　作者簡(jiǎn)介：陸影（1981.10-），女，河北省興隆縣社會(huì)保險(xiǎn)事業(yè)管理局，研究方向：統(tǒng)計(jì)學(xué)。

轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)，若本文牽涉到您的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除