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，納米材料正負面效應 

　　一、納米技術(shù)與納米材料簡介 
　　納米（nano）本是一個長度單位，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，當很多宏觀物質(zhì)的尺度降低到納米量級時會表現(xiàn)出很多與我們平時所觀察到的不同的現(xiàn)象，所以研究材料在0.1-100nm尺度范圍內(nèi)的性質(zhì)和應用就形成了當前非常熱門的納米科學與技術(shù)。 
　　90年代末，納米技術(shù)在我國也有著快速發(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、化學、生物學和電子學等科學技術(shù)領(lǐng)域，并引發(fā)核派生了納米物理學、納米化學、納米生物學和納米材料學等諸多新領(lǐng)域。其中納米材料學是研究納米材料的設(shè)計、制備、性能和應用的一門納米應用科學[1]。如納米尺度的結(jié)構(gòu)材料能在不改變物質(zhì)化學成分的情況下，通過調(diào)節(jié)器納米尺寸的大小來控制材料的基本性質(zhì)，如熔點、磁性、強度和顏色等。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現(xiàn)需要的功能。所以，納米材料在整個納米產(chǎn)業(yè)中占有很大的市場份額。 

　　二、納米材料的健康效應 

　　1、正面效應：納米醫(yī)學 
　　納米材料已經(jīng)或正在走進我們生活的諸多方面，如生物醫(yī)學領(lǐng)域的納米制藥和疾病監(jiān)測的方面。因為納米材料尺度小、活性強，用納米材料制成的藥物可以準確的殺死病變細胞不會對健康細胞產(chǎn)生影響，這是常規(guī)藥物所不能實現(xiàn)的。納米生物芯片技術(shù)將傳統(tǒng)的生物樣品檢測實驗室集成到一個芯片上來，大大增強了檢測速度和精度。 
　　納米材料技術(shù)與生物技術(shù)結(jié)合為生物醫(yī)學領(lǐng)域帶來了全新的視野，納米材料也醫(yī)藥學方面和生物芯片方面取得了顯著的成績。隨著納米材料在生物醫(yī)學領(lǐng)域更為廣泛的應用，疾病診斷、臨床治療等將會變得更有效率，治療費用也會隨著納米技術(shù)的不斷成熟又逐步降低，從而我們的生命健康保障將會得到很大提高。 

　　2、負面效應：納米毒理學 
　　盡管納米材料在生物醫(yī)學領(lǐng)域產(chǎn)生的革命性的變化，但是納米材料的安全性問題同時也非常值得我們關(guān)注。任何一門技術(shù)都具有雙面性，即有有利的一面也會存在有害的一面，納米材料也不例外。 
　　對納米材料安全性的研究工作最早的是英國牛津大學和蒙特利爾大學的科學家在1997年發(fā)現(xiàn)防曬霜中的TiO2和ZnO納米顆粒會破壞皮膚細胞的DNA。直到2003年3月，美國化學會年會上的有關(guān)納米顆粒對生物可能存在危害的報告才引起了世界對納米材料安全性的廣泛關(guān)注。紐約羅切斯特大學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)實驗大鼠在隨后4小時內(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，則安然無恙[3]。 

　　三、納米材料負面效應的解決方法 

　　1、各國政府的對策和行動 
　　20世紀末才發(fā)展起來的納米科技正在逐步完善，已經(jīng)應用于關(guān)系國家安全和國民經(jīng)濟的許多重要領(lǐng)域。21世紀是科技迅速發(fā)展的時代，納米材料已經(jīng)應用在眾多國防和軍事領(lǐng)域，如美國B-2隱形轟炸機的表面涂層材料，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)帶來了新的生機，納米材料有著巨大的市場前景。納米材料標準化方面引起了納米研究大國的激烈競爭，納米材料的安全性問題正是競爭的交點。為了率先占領(lǐng)納米科技的未來市場制定納米材料標準，納米材料的安全性問題更顯得非常重要。 

　　2、結(jié)合我國國情的策略 
　　我國的納米材料科技研究起步較早，與國際領(lǐng)先水平差距不大。納米材料在化妝品、涂料、紡織業(yè)、汽車工業(yè)和半導體產(chǎn)業(yè)都有著很好的市場前景。就我國納米材料市場來看，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領(lǐng)域第一本專著《Nanotoxicology》。此外，北京大學化學生物學系、北京大學醫(yī)學部、中國科學院武漢分院、中國醫(yī)學科學院、中國科學院化學所、軍事醫(yī)學科學院等也都成立的納米材料安全性方面的實驗室開展研究工作。白春禮院士在第243次香山科學會議上指出："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世紀科學技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗和教訓，以科學發(fā)展觀為指導，在發(fā)展納米技術(shù)的同時，同步開展其安全性的研究，使納米技術(shù)有可能成為第一個在其可能產(chǎn)生負面效應之前就已經(jīng)過認真研究，引起廣泛重視，并最終能安全造福人類的新技術(shù)"[3]。 

　　四、科學發(fā)展營造綠色納米世界 
　　納米材料研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要符合科學發(fā)展觀的內(nèi)容，要堅持以人為本，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)展必將成為我國經(jīng)濟的新的增長點，也會帶動制造業(yè)、國防產(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發(fā)展的最基本前提。堅持納米材料的科學發(fā)展觀，促進納米材料、人與社會的和諧發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展、科技發(fā)展和人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[9]。 
　　當前，傳統(tǒng)行業(yè)里的"中國制成"已經(jīng)在世界范圍內(nèi)站住腳，但是在當前世界的利潤分配中，制造環(huán)節(jié)的利潤越來越低而且產(chǎn)生巨大的資源消耗和環(huán)境破壞，取而代之的是研發(fā)和服務環(huán)節(jié)的利潤所占比例越來越大，這就是著名的"微笑曲線"。 
　　我國著名科學家錢學森曾說："納米和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個重點，會是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀又一次產(chǎn)業(yè)革命[1]。"納米材料的安全性問題是困擾納米科技進一步走進人生生活的關(guān)鍵，只有解決好納米技術(shù)也人類發(fā)展的關(guān)系，營造一個綠色納米科技發(fā)展環(huán)境，人類才能真正的享受到納米科技的福音。 

　　參考文獻： 
　　[1]徐云龍，趙崇軍，錢秀珍.納米材料科學概論[M].上海：華東理工大學出版社，2008：21. 
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　　[3]趙宇亮，趙峰，葉昶.納米尺度物質(zhì)的生物環(huán)境效應與納米安全性[J].中國基礎(chǔ)科學科學前沿，2005：19-23. 
　　[4]趙宇亮，白春禮.納米安全性：納米材料的安全效應[J].世界科學技術(shù)，2005，（4）. 
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　　[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.我國納米材料研究的現(xiàn)狀[J].中國粉體技術(shù)，2001，（5）. 
　　[9]曾國屏，高亮華，劉立，吳彤.當代自然辯證法[M].北京：清華大學出版社，2005：109-112. 
　　作者簡介：陸影（1981.10-），女，河北省興隆縣社會保險事業(yè)管理局，研究方向：統(tǒng)計學。

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