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淺談納米材料對人類健康威脅-冷眼看納米科技
2015年03月11日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:5990
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       從20世紀90年代納米技術的出現之日起,商家對納米科技的炒作,就從未停息過。好像商品和納米材料,納米技術拉上關系,馬上就高大上起來,價值馬上就體現出來,價格就可以催得很高。納米材料被迅速推向了神壇,變成了一個完美的高科技材料。事實上,納米材料不合理的應用,是有可能對人們的健康帶來一些危害,商家們卻避而不談,粉體圈這就冷眼看納米科技的另一面,淺談納米材料對人類健康的危害。


       納米是一個長度單位,是1米的10億分之一。當物質顆粒小到納米量級時,這種物質就被稱為納米材料。在一段時間里,我們一直認為納米科技給社會帶來的都是益處,而近年來,不少研究者發現,一些納米顆粒和碳納米管對生物體有害。 


      科學家在實驗鼠身上完成的實驗顯示,直徑為35納米的碳納米粒子被老鼠吸進身體后,能夠迅速出現在大腦中處理嗅覺的區域內,并不斷堆積起來。他們認為碳納米粒子是同“捕捉”香味的大腦細胞一道進入大腦的。美國化學學會在一份研究報告中指出,碳60會對魚的大腦產生大范圍的破壞,這是研究人員首次找到納米微粒可能給水生物種造成毒副作用的證據。這些都說明,納米材料對人類健康和環境都存在危害。  


      納米材料為何會對人體造成影響呢?當一種物質縮小到納米尺度后,它的性質就會發生顯著變化。實驗表名,2毫克二氧化硅溶液注入小白鼠后不會致其死亡,但若換成0.5毫克納米二氧化硅,小白鼠就會立即斃命。而且,納米材料不易降解,穿透性強,人一旦吸入納米顆粒,其健康就會受到潛在的威脅。  


       納米材料可通過三種途徑進入人體,1、通過呼吸系統;2、通過皮膚接觸;3、其他方式。如食用、注射之類。納米材料污染物通過上述途徑進入人體,與體內細胞起反應,會引起發炎、病變等;污染物在人體組織內停留也可能引起病變,如停留在肺部的石棉纖維會導致肺部纖維化。納米材料比普通的污染物對人體的影響更大。這是因為納米材料體積非常小,同樣質量下納米顆粒將比微米顆粒的數量多得多,與細胞發生反應的機會更大,更易引起病變。納米材料很小,可以幾乎不受阻礙地進入細胞,從而有可能進入人的神經系統,影響人的大腦,導致一些更嚴重的疾病和后果。目前,研究人員還不知道如何將納米材料從人體中清除,也不知道它們會不會在人體中降解。


       納米粒子很小,比細胞小上千倍。由于小尺寸效應、量子效應和巨大比表面積等,納米材料具有特殊的物理化學性質。在進入生命體后,它們與生命體相互作用所產生的化學特性和生物活性,與化學成分相同的常規物質有很大不同。前期研究表明,一些人造納米顆粒在很小劑量下容易引起靶器官炎癥;容易導致大腦損傷;容易使機體產生氧化應激;容易進入細胞甚至細胞核內;表面吸附力很強,容易把其他物質帶入細胞內;有隨納米尺寸減小生物毒性增大的趨勢;表面的輕微改變導致生物效應發生巨變等。納米材料還有一個潛在的危險——易爆炸。納米材料具有反常特性,原本物質不具有的性能,小顆粒會具有。原本不導電的物質,在顆粒變小后有可能導電,有些原來不易燃的物質在納米尺度下也可能導致爆炸。


      一種新的納米材料在大規模生產之前,必須進行充分的毒性和環境方面的分析。我們能從石棉中汲取什么教訓?石棉的危害眾所周知,主要是石棉可以導致很多疾病。在英國,每年就有2,000人死于間皮瘤。現在我們已經知道,石棉的毒性與它的纖維直徑(因為石棉纖維直徑小于3μm,可以被吸入呼吸性細支氣管)、長短(長度大于15μm就不能被巨噬細胞吞噬)以及在肺組織中的難溶解性有關。因此,石棉纖維在呼吸道中易進入而難清除的特性將會引發刺激作用導致纖維化和癌變。當然吸入的危險性還與吸收的劑量相關,死于石棉疾病的人,通常每克干肺組織中就有數百萬根纖維。碳和其他納米管和石棉一樣能被生產,但比石棉纖維更精細,并且吸入后比較難清除。它們中有些非常堅硬,并且一旦進入將持續存在于組織中。可以預測,如果吸入足夠多的數量,將會導致間皮瘤。因此,一個納米管生產企業不僅要求生產工人,也包括那些工序中可能接觸的所有使用和處理的工人,都要求做好相應的防護,防止職業暴露。


       當然,我們也沒有必要過度焦慮。現有納米技術大多數是安全的,現在納米材料的工業化生產,主要集中在納米氧化物顆粒上,包括二氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵之類,另外還有一些較老的工業產品,例如碳黑、催化劑。化妝品和防曬霜之類的產品一般含有二氧化鈦或氧化鋅的納米顆粒;化妝品如口紅中含有納米氧化鐵顆粒。化妝品中的納米顆粒直接和人的皮膚接觸。現在歐洲和美國的衛生部門已經把二氧化鈦當成無毒物質,允許其在防曬品中運用。同時,歐洲規定,口紅產品中的氧化鐵直徑必須大于100納米。總之,納米材料的安全性問題已經得到關注,只要在日常生產和使用過程注重健康安全規范,我們的健康是能夠得到充分保障的。

(粉體圈 作者:梧桐)

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