有易潔納米涂層的玻璃:排水、排油和排臟;由於水自動結成水珠,所以臟物難以粘附在表面,這可延長物品使用週期。有納米涂層的汽車擋風玻璃,當雨水落在涂層玻璃上時,就像雨水落到荷葉上,形成一串串水珠,尤其在車輛高速行駛過程中,水珠會被迅速吹離玻璃,大大增加了行車的安全性,也可大大減少雨刮器的使用次數……“納米”,在很多領域都可以給我們帶來意想不到的驚喜。
自從有了納米概念的引入,科研者們就在想著不同的辦法讓“納米”能夠為百姓帶來更多福音。然而,任何事物都是利弊相長,納米技術給我們的生活帶來便利的同時,其存在的潛在危險也不容人們忽視。
空氣中“納米”在增多
最近研究表明,城市空氣中的超細顆粒物對居民的發病率和死亡率的影響,比看得見的大顆粒物要嚴重得多。在歐洲的研究結果顯示,近十年來城市裏大顆粒物濃度在下降,但是超細顆粒物濃度卻在上升。這可能與大量使用各種塗料及各種産品涂層顆粒的不斷脫落釋放等有關。人們還提出了原因不明疾病與空氣裏納米顆粒的影響及傳播的關聯問題。
釋放到空氣中的納米顆粒物,其表面吸附物質與尺寸大小都隨時間不斷在動態改變。目前只有從結構明確、成分明確、劑量明確的人造納米顆粒入手研究,首先建立具有共性的納米生物效應模型,分析納米顆粒在生物體內的行為以及不同成分的協同效應産生的生物安全性問題。
由於納米顆粒僅為細胞的千分之一,因此可能比較容易進入細胞。國家納米科學中心———高能物理研究所納米生物效應與安全性聯合實驗室主任、“人造納米材料的生物安全性研究及解決方案探索”973項目首席科學家趙宇亮説:“納米顆粒可能會産生的負面影響表現為:1.對人們心理的影響,由於人們對於‘納米’的不了解,所以無法預知其可能産生的後果。2.納米顆粒性質和常規物質差別大,進入身體可能會引起不同的生物反應,作用於生物體。3.直接用於人體納米藥物,更需要進行大量的研究。”
科學家關注“納米”
早在3年前,就有幾份報告讓人們對“納米”這個極具發展前景的新興技術感到迷惑。在2003年美國化學學會年會上,有3個研究小組發表了納米材料具有特殊毒性的報告。
也許大部分納米材料對人體無害,但是,由於它們比細胞還小上千倍,某些納米顆粒也許可能導致意外的毒性,特別是那些與人體和生命直接相關的材料。萊斯大學科學家進行的一項很有前景的研究表明,有可能重新設計納米顆粒,使其製造起來毒性較少。為此,趙宇亮解釋説:“對於可控性方面,現在人們有很多辦法控制納米反應的性質,通過表面化學修飾———改變納米顆粒表面的性能。換句話説,通過改變納米表面性質來控制它的性能、減少它的毒性,是可行的。萊斯大學科學家通過化學修飾重新設計納米顆粒,將毒性降低了10的6次方。”
中科院高能所國家納米科學中心的“納米生物效應與納米安全性聯合實驗室”在研究碳納米材料n顆粒在小鼠體內的行為時發現,它們在小鼠血管內誘發嚴重的血栓。但是,當對這些納米顆粒進行表面修飾以後,它不僅不再誘發血栓,反而大大增強小鼠免疫力,僅100萬分之一摩爾的劑量,比目前臨床使用的抗腫瘤藥物順鉑具有更加顯著的抑制肝腫瘤生長的效果,而且無毒性。該結果引起很大的國際反響,美國和挪威的專家評論:“腫瘤的無毒治療是人類的夢想,這項發現為實現這個夢想提供了希望。”
“納米”探索的春天
在今年召開的全國科學技術大會上,納米研究被列為《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》重大科學研究計劃,並將重點研究納米材料的可控製備、自組裝和功能化,納米材料的結構、優異特性及其調控機制,納加工與集成原理,概念性和原理性納器件,納電子學,納米生物學和納米醫學,分子聚集體和生物分子的光、電、磁學性質及信息傳遞,納米材料和納米技術在能源、環境、信息、醫藥等領域的應用。
世界衛生組織最近呼籲要優先研究超細顆粒物,尤其是納米尺度顆粒物的生物機制。在前不久召開的第293次香山科學會議上,來自美國和中國的納米科學、生物、醫學、化學、環境等多個領域的專家一致呼籲要加強納米材料的生物環境安全性研究。
趙宇亮説:“納米産品的安全性問題正在成為發達國家限制‘市場準入’的策略。而中國正在成為納米材料的生産大國。因此,能否搶先制定、提出各種納米材料的安全指標,率先獲得國際認可,事關巨大國家利益。要實現這一點,就必須率先獲取充分的基礎研究數據,迅速與國際接軌,培養和建立我國在納米安全領域的專業隊伍。納米的研究必須要在數據的基礎上才能建立標準、檢驗方法等,所以需要設立相應機構,推動納米科技全方位的發展,包括基礎研究到産品生産過程的安全以及産品的安全。”(記者 蔣秀娟 實習生 張剛銀)