納米技術(shù)的危害
和生物技術(shù)一樣,納米科技也有很多環(huán)境和安全問題(比如尺寸小是否會(huì)避開生物的自然防御系統(tǒng),還有是否能生物降解、毒性副作用如何等等)。
1.社會(huì)危害
納米顆粒的危害
納米材料(包含有納米顆粒的材料)本身的存在并不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性,特別是他們的移動(dòng)性和增強(qiáng)的反應(yīng)性。只有某些納米粒子的某些方面對(duì)生物或環(huán)境有害,我們才面臨一個(gè)真的危害。
要討論納米材料對(duì)健康和環(huán)境的影響,我們必須區(qū)分兩類納米結(jié)構(gòu):
納米尺寸的粒子被組裝在一個(gè)基體、材料或器件上的納米合成物、納米表面結(jié)構(gòu)或納米組份(電子,光學(xué)傳感器等),又稱為固定納米粒子。
“自由”納米粒子,不管在生產(chǎn)的某些步驟中存還是直接使用單獨(dú)的納米粒子。
這些自由納米粒子可能是納米尺寸的單元素,化合物,或是復(fù)雜的混合物,比如在一種元素上鍍上另外一張物質(zhì)的“鍍膜”納米粒子或叫做“核殼”納米粒子。
現(xiàn)代,公認(rèn)的觀點(diǎn)是,雖然我們需要關(guān)注有固定納米粒子的材料,自由納米粒子是最緊迫關(guān)心的。
因?yàn)椋{米粒子同它們?nèi)粘5膶?duì)應(yīng)物實(shí)在是區(qū)別太大了,它們的有害效應(yīng)不能從已知毒性推演而來。這樣討論自由納米粒子的健康和環(huán)境影響具有很重要的意義。
更加復(fù)雜的是,當(dāng)我們討論納米粒子的時(shí)候,我們必須知道含有的納米粒子的粉末或液體幾乎從來不會(huì)單分散化,而是具有一定范圍內(nèi)許多不同尺寸。這會(huì)使實(shí)驗(yàn)分析更加復(fù)雜,因?yàn)榇蟮募{米粒子可能和小的有不同的性質(zhì)。而且,納米粒子具有聚合的趨勢(shì),而聚合的納米粒子具有同單個(gè)納米粒子不同的行為。
2.健康問題
納米顆粒進(jìn)入人體有四種途徑:吸入,吞咽,從皮膚吸收或在醫(yī)療過程中被有意的注入(或由植入體釋放)。一旦進(jìn)入人體,它們具有高度的可移動(dòng)性。在一些個(gè)例中,它們甚至能穿越血腦屏障。
納米粒子在器官中的行為仍然是需要研究的一個(gè)大課題。基本上,納米顆粒的行為取決于它們的大小,形狀和同周圍組織的相互作用活動(dòng)性。它們可能引起噬菌細(xì)胞(吞咽并消滅外來物質(zhì)的細(xì)胞)的“過載”,從而引發(fā)防御性的發(fā)燒和降低機(jī)體免疫力。它們可能因?yàn)闊o法降解或降解緩慢,而在器官里集聚。還有一個(gè)顧慮是它們同人體中一些生物過程發(fā)生反應(yīng)的潛在危險(xiǎn)。由于極大的表面積,暴露在組織和液體中的納米粒子會(huì)立即吸附他們遇到的大分子。這樣會(huì)影響到例如酶和其他蛋白的調(diào)整機(jī)制。
3.環(huán)境問題
主要擔(dān)心納米顆粒可能會(huì)造成未知的危害。
4.社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)
納米技術(shù)的使用也存在社會(huì)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)。在儀器的層面,也包括在軍事領(lǐng)域使用納米技術(shù)的可能性。(例如,在MIT士兵納米技術(shù)研究所研究的裝備士兵的植入體或其他手段,同時(shí)還有通過納米探測(cè)器增強(qiáng)的監(jiān)視手段。
在結(jié)構(gòu)層面,納米技術(shù)的批評(píng)家們指出納米技術(shù)打開了一個(gè)由產(chǎn)權(quán)和公司控制的新世界。他們指出,就象生物技術(shù)的操控基因的能力伴隨著生命的專利化一樣,納米技術(shù)操控分子的技術(shù)帶來的是物質(zhì)的專利化。過去的幾年里,獲得納米尺度的專利像一股淘金熱。2003年,超過800納米相關(guān)的專利權(quán)獲得批準(zhǔn),這個(gè)數(shù)字每年都在增長(zhǎng)。大公司已經(jīng)壟斷了納米尺度發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的廣泛的專利。例如,NEC和IBM這兩家大公司持有碳納米管這一納米科技基石之一的基礎(chǔ)專利。碳納米管具有廣泛的運(yùn)用,并被看好對(duì)從電子和計(jì)算機(jī)、到強(qiáng)化材料、到藥物釋放和診斷的許多工業(yè)領(lǐng)域都有關(guān)鍵的作用。碳納米管很可能成為取代傳統(tǒng)原材料的主要工業(yè)交易材料。但是,當(dāng)它們的用途擴(kuò)張時(shí),任何想要制造或出售碳納米管的人,不管應(yīng)用是什么,都要先向NEC或者IBM購買許可證。
納米技術(shù)的意義
所謂納米技術(shù),是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)。科學(xué)家們?cè)谘芯课镔|(zhì)構(gòu)成的過程中,發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個(gè)、幾十個(gè)可數(shù)原子或分子,顯著地表現(xiàn)出許多新的特性,而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù),就稱為納米技術(shù)。
納米科技是90年代初迅速發(fā)展起來的新興科技,其最終目標(biāo)是人類按照自己的意識(shí)直接操縱單個(gè)原子、分子,制造出具有特定功能的產(chǎn)品。
納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米科技現(xiàn)在已經(jīng)包括納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米化學(xué)等學(xué)科。從包括微電子等在內(nèi)的微米科技到納米科技,人類正越來越向微觀世界深入,人們認(rèn)識(shí)、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森也曾指出,納米左右和納米以下的結(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,從而將引起21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命。
雖然距離應(yīng)用階段還有較長(zhǎng)的距離要走,但是由于納米科技所孕育的極為廣闊的應(yīng)用前景,美國(guó)、日本、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)納米科技給予高度重視,紛紛制定研究計(jì)劃,進(jìn)行相關(guān)研究。
評(píng)論
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