“納米洗衣機”、“納米冰箱”、“納米化妝品”、“納米茶”、“納米羊絨衫”……剛剛還是“納米”滿天飛的季節(jié)，突然間，“納米材料可能有害健康”的信息開始流傳。我們應(yīng)該信誰的呢？納米材料及納米技術(shù)安全嗎？一片意義不明的烏云開始聚集在納米技術(shù)的上空，納米技術(shù)是否安全已成為焦點，它關(guān)系到消費者的健康和納米技術(shù)研究人員、納米公司的前途。 　　“納米材料有毒？”對這種說法，納米生物環(huán)境效應(yīng)與安全性實驗室主任趙宇亮很警惕：“如果籠統(tǒng)地說納米材料有毒，那人本身就成了納米毒物了，因為構(gòu)成生物體的很多分子和‘器件’都是納米尺度的。至今，還沒有發(fā)現(xiàn)任何納米材料引起人體危害或環(huán)境污染的事例?！? 　　趙宇亮說，納米材料的生物效應(yīng)與毒性的研究數(shù)據(jù)，目前還很少。初步的實驗證據(jù)提示我們，即使化學(xué)成分相同的物質(zhì)，它的微米顆粒與納米顆粒也可能具有不同的生物效應(yīng)，這些生物效應(yīng)，可能有益也可能有害，還有大量問題需要研究。 　　納米材料屬于危險品？ 　　“你看，這兩天北京有霧，急診病人增加了兩成，這可能就是空氣中的納米顆粒物害的。”趙宇亮教授指著一張《北京日報》上的報道說。 　　12月5日上午，汽車穿過薄霧“吱”的一聲停在馬路邊上，兜里揣著錚亮的納米涂層手機，穿過想像中彌漫在霧中的“納米顆粒物”，記者直奔中國科學(xué)院高能物理研究所納米生物效應(yīng)實驗室，采訪趙宇亮。 　　此前，2003年美國化學(xué)學(xué)會年會上，有三個研究小組發(fā)表了納米材料具有特殊毒性的報告。美國宇航局太空中心的研究小組向小鼠的肺部噴含有碳納米管的溶液，發(fā)現(xiàn)碳納米管會進入小鼠肺泡，并形成肉芽瘤。杜邦公司的一個研究小組也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。紐約羅切斯特大學(xué)的研究者讓大鼠在含有粒徑為20納米的聚四氟乙烯(“特氟龍”塑料)顆粒的空氣中待15分鐘，大多數(shù)實驗鼠在隨后4小時內(nèi)死亡，而另一組大鼠暴露在含120納米顆粒的空氣中，則安然無恙。在另一項實驗中，該研究小組還發(fā)現(xiàn)納米顆粒能夠進入大鼠的嗅球，并遷移到大腦。 　　在趙宇亮教授看來，這些研究結(jié)果是很初步的，還需要大量的深入研究，才能下結(jié)論?！傲硗?，我們發(fā)現(xiàn)，即使同一種納米材料，只要稍微進行一下化學(xué)修飾，其毒性會發(fā)生很大改變，所以，我們也在研究消除這些負(fù)面效應(yīng)的方法?！? 　　作為一位從核技術(shù)轉(zhuǎn)入納米技術(shù)領(lǐng)域的專家，趙宇亮似乎更愿意從空氣中存在的納米顆粒物談起。最近，在關(guān)于納米材料安全性的香山科學(xué)會議上，趙宇亮的報告，就從歐美一份流行病學(xué)研究報告開始談起。 　　這份報告研究了20多年來歐美30多個城市的流行病學(xué)數(shù)據(jù)和空氣中顆粒污染物的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人群的發(fā)病率和死亡率與環(huán)境空氣中大氣顆粒物濃度和顆粒物尺寸密切相關(guān)，粒徑越小，危害越大，導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率顯著增高，所引起的疾病主要是心血管疾病和肺部疾病。 　　空氣中的“納米顆粒物”(環(huán)境學(xué)家稱為“超細顆粒物”)猶如“無物之陣”，這種粒徑小于100納米的東西，至少放大1000倍后才剛夠讓我們的肉眼辨認(rèn)(人眼能分辨的最小點約為0.1毫米)。在環(huán)境學(xué)家和納米安全專家的眼中，這些小東西日夜在我們身邊飛舞，溜進我們的血管和肺泡，比可見的塵埃陰險得多。 　　納米顆粒物并不是新時代納米技術(shù)的產(chǎn)物。趙宇亮說：“人類其實早已與納米顆粒共存。汽車尾氣、燃料燃燒等，都會產(chǎn)生大量的納米粒子。據(jù)估算，在大街上行走的人，每小時通過呼吸空氣吸進的納米粒子大約1億個?！? 　　英國科學(xué)家的研究指出，大氣中10納米以下的納米顆粒物主要來自汽車和燃料燃燒。在公路旁4米和下風(fēng)向25米處，10納米以下的顆粒物占空氣中總顆粒物的36%～44%。汽車尾氣可直接排出超細顆粒物，這些顆粒物在空中能飄動100天。 　　“自然界中的超細顆粒物導(dǎo)致人類發(fā)病率和死亡率增加的機理還不清楚?？茖W(xué)家們推測，小于100納米的超細顆粒物更容易在肺組織中沉積；此外，它們可能直接作用于心臟，會增加血黏度或血的凝固能力，導(dǎo)致心血管疾病?！庇捎?00納米以下的物質(zhì)正好是納米科技在努力發(fā)展的領(lǐng)域，趙宇亮介紹，世界衛(wèi)生組織最近呼吁要優(yōu)先研究超細顆粒物，尤其是納米尺度顆粒物的生物機制。 　　納米顆粒物直接作用于心臟？他的意思是納米顆粒物能夠透過表皮細胞進入血管和心臟嗎？ 　　按照納米學(xué)界的定義，納米顆粒的尺度從0.1納米到100納米，這個尺度比細胞尺度的1‰還小。因此，“科學(xué)家們已經(jīng)開始研究納米顆粒是否容易侵入人體和其他物種的自然防御系統(tǒng)，進入細胞并影響細胞的功能。人造納米材料進入生命體后，是否會導(dǎo)致特殊的生物效應(yīng)？這些效應(yīng)對生命過程和人體健康是有益還是有害？納米量級的顆粒，是否會穿越腦屏障進入大腦而影響大腦功能？還有很多問題?！壁w教授答道，“不光是我們，全世界的科學(xué)家都還回答不了，但大家已經(jīng)開始研究這些問題?！? 　　從2001年開始關(guān)注納米材料的生物效應(yīng)研究，趙宇亮是國內(nèi)外這方面最早的研究者之一，記者期望從他那里得到答案，他卻拋給了記者一大堆問題。 　　將一粒肉眼可見的塵埃劈開為成千上萬份，得到的納米顆粒物與原來塵埃的性質(zhì)有變化嗎？回答是肯定的。顆粒越細分，便擁有越大的比表面積和表面活性?！凹{米尺度物質(zhì)會出現(xiàn)一些特殊的物理化學(xué)性質(zhì)(如巨大的表面效應(yīng)、量子效應(yīng)、界面效應(yīng)等導(dǎo)致的異常吸附能力、化學(xué)反應(yīng)能力、光催化性能等)，即使化學(xué)組成相同，納米物質(zhì)的生物毒性也可能不同于微米尺寸以上的常規(guī)物質(zhì)。因此，根據(jù)常規(guī)物質(zhì)研究所得到的毒理學(xué)數(shù)據(jù)庫與安全性評價結(jié)果，可能不適用于納米物質(zhì)?！? 　　今年7月底，英國皇家學(xué)會和皇家工程院的專家曾就納米安全問題發(fā)表報告，提出在確證是否安全之前，所有的納米顆粒都應(yīng)被當(dāng)做危險品對待。 　　“當(dāng)然，在這兒危險品是一個廣義的概念?！壁w教授解釋：“所有化學(xué)物質(zhì)，如果使用不當(dāng)都是廣義的危險品?！? 　　與納米技術(shù)一起生活 　　“我這部手機表面用的是納米涂層，對我有害嗎？”記者拿出手機，提出憋了許久的問題。 　　“手機涂層中的納米顆粒處于束縛狀態(tài)，它與自由狀態(tài)的顆粒物不同，性質(zhì)更接近常規(guī)物質(zhì)”，趙教授安慰我不必太擔(dān)心，“當(dāng)然，涂層中的納米顆?？赡軙粩嗝撀?，包括現(xiàn)在使用的各種納米涂料，都可能會脫落，只要脫落速度慢，劑量小，就不用擔(dān)心。但這方面的研究確實非常少，不同條件下釋放納米顆粒的速度和劑量到底是多少，需要加緊研究?！? 　　在趙宇亮看來，由于加工技術(shù)上的原因，納米技術(shù)的真正威力，目前尚未得到發(fā)揮。當(dāng)前，有些商家只是炒作納米概念，除了工業(yè)化生產(chǎn)的納米粉體之外，真正的納米產(chǎn)品還不多。一些進口化妝品中肯定含有納米顆粒，比如有的防曬霜中用了二氧化鈦顆粒，口紅中使用了氧化鐵顆粒，其中的納米顆粒是否對人體造成傷害，尚未有報道。 　　據(jù)說，某國際知名化妝品公司本來計劃用一種富勒烯納米粒子開發(fā)抗氧化的新產(chǎn)品，但后來考慮到這種顆粒的健康安全性尚未確證，便中止了研發(fā)計劃。 　　歐共體已出臺規(guī)定，要求口紅中使用的納米顆粒必須大于100納米以上。趙教授說：“還沒有證據(jù)證明，小于100納米便一定有害。” 　　目前，全世界都還沒有納米產(chǎn)品的質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)，中國國家納米中心的一批專家已經(jīng)開始了制定納米產(chǎn)品的中國標(biāo)準(zhǔn)的工作。 　　趙宇亮的實驗室已經(jīng)對國內(nèi)生產(chǎn)的16種納米粉體做了急性毒性實驗。研究發(fā)現(xiàn)，有些納米顆粒的粒徑越小，毒性越大。這與大氣顆粒污染物的研究結(jié)果不謀而合。另外，有些納米顆粒的毒性，與微米顆粒相比卻變化很小。目前，還不清楚這些現(xiàn)象背后的原因。 　　趙宇亮與合作者也致力于研究通過一定的化學(xué)修飾或物理處理來消除某些納米材料的毒性，同時，也在研究利用某些納米顆粒的毒性殺死癌細胞。在最新出版的《納米通信》雜志上，美國Rice大學(xué)報道了消除納米材料毒性的第一例研究結(jié)果，通過化學(xué)修飾，納米毒性的消除率高達1000萬倍，效果很好。 　　據(jù)悉，美國每年將納米技術(shù)研究經(jīng)費的11%(上億美元)用于生物效應(yīng)和環(huán)境安全研究。 　　在我們的生活環(huán)境中，納米顆粒的來源很多，其中工業(yè)化生產(chǎn)的納米顆粒和納米管對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，讓人格外關(guān)注。首先是納米粉體生產(chǎn)車間的工人，他們的健康會受到什么樣的影響呢？應(yīng)該采取怎樣的勞動保護措施？ 　　研究人員自身也可能面臨實驗室里納米顆粒的局部污染。目前，很多實驗室缺乏有針對性的防護措施。 　　記者問趙教授：在安全性研究還很不夠的情況下，你對消費者選擇納米產(chǎn)品有何建議？ 　　趙宇亮表示：“我希望大家保持一種平和心態(tài)。納米科技肯定大發(fā)展，因為它的確會改變我們未來的生活。而且納米技術(shù)會比以前的技術(shù)更安全，因為以前發(fā)展一種新技術(shù)，不會起初就注意和研究它的負(fù)面作用。中國納米研究領(lǐng)域的首席科學(xué)家白春禮院士說得特別好，我們要在發(fā)展納米技術(shù)時，同步開展納米安全性的研究，使納米技術(shù)成為人類歷史上第一個安全造福人類的新技術(shù)，突破以往‘先發(fā)展后治理(危害)’的模式?！? 　　在國外，一些環(huán)保組織已經(jīng)開始像抵制轉(zhuǎn)基因食品一樣反對納米技術(shù)，一些國家，由于民間的反對，轉(zhuǎn)基因食品技術(shù)遭遇冷落。對此，趙宇亮教授很有信心地表示：“納米技術(shù)不會重蹈轉(zhuǎn)基因食品的覆轍?！? 　名詞解釋 　　納米： 　　納米(nanomet，nm)是一種尺度，和我們熟悉的米(m)、毫米(mm)、微米(μm)一樣，都是長度計量單位。1納米是1米的1／10億，是1毫米的1／100萬，是1微米的1‰。僅從這些數(shù)字也許很難想像出納米的大小，如果告訴你1納米是人頭發(fā)絲直徑的萬分之一，是3～4個原子排列在一起的長度，你也許就可以想像一下了。 　　納米技術(shù)： 　　納米技術(shù)是20世紀(jì)80年代末期誕生并正在迅速崛起的用原子和分子創(chuàng)制新物質(zhì)的技術(shù)，是研究尺寸范圍在1～100nm之間的物質(zhì)的組成。這個極其微小的空間，正好是原子和分子的尺寸范圍，也是它們相互作用的空間。在這樣的一個尺度空間，由于量子效應(yīng)、物質(zhì)的局域性及巨大的表面和界面效應(yīng)，使物質(zhì)的很多性能發(fā)生質(zhì)變。這些變化滲透到各個工業(yè)領(lǐng)域后，將引導(dǎo)一輪新的工業(yè)革命。納米技術(shù)所追求的最終目標(biāo)，正像諾貝爾物理獎獲得者理查德?費曼當(dāng)年預(yù)言的那樣，就是要使人類能夠按照自己的意愿任意地操縱單個原子和分子，并在對自然界物質(zhì)的本質(zhì)進行深入探討和研究的基礎(chǔ)上，按照人們的期望，在原子和分子的水平上設(shè)計和制造全新的物質(zhì)。