CMIC：纳米技术可能存在的一些潜在危害

CMIC：纳米技术可能存在的一些潜在危害【CMIC讯】在国家政策保驾护航之下，世界各国纳米技术均在缓慢而持续地发展。

宏观来看，当代纳米技术研究领域集中在三个方面，即纳米材料和纳米结构的研究，以及对于改善传统材料综合性能的研究；设计并制作新型纳米结构和器件，以推动信息、能源、环境、医疗、农业及航天科技的革新和发展；纳米加工和纳米探测技术的实践应用。

近些年，以上三个方面研究均有不同程度的进展，诸如纳米机器人、纳米衣以及生物医药方面的成品已经进入人们眼帘。

然而，在大多数人憧憬其美好前景时，一些业界专家开始冷静考虑纳米材料及纳米技术可能带给人类的不利影响。

对社会安全的威胁美国未来科学家K.埃里克.德雷克斯勒曾在其著作中有此描述：在纳米时代的乌托邦世界，微型“装配工”管理着原子尺度的生产线，它们几乎可以制造出所有难以想象的产品，如汽车、地毯或是一片烤鱼片。

然而被作者称为“灰色忧伤”的问题却是纳米技术潜在威胁的一种设想——微型的装配工们无限制地复制它们自己，“吃”掉了阻挡在它们面前所有的一切，包括植物、动物以及人类。

对此，美国计算机专家比尔.乔依认为，尽管自我复制的纳米机器人不会很快出现，但它们出现的可能性正越变越大，而这意味着危机。

一些未来学家和战略家深信，纳米技术也将改变未来军事和战争形态，使战争更具突发性。

对伦理道德的挑战纳米技术不仅打破了物质和信息的界限，还填平了生物和非生物之间的鸿沟。

设想，如果将非生物物质内的原子组装成纳米机器人，就不能再以传统新陈代谢和繁殖能力的标准去定义生物了。

但是，人的个性特征、性格品质、情感思想、文化积淀、社会可塑性和复杂的社会关系鸿沟恰恰与之背离。

因此，利用纳米技术生产出的“复制人”与原形人之间的区别将更加模糊，必然受到社会伦理道德的制约。

CMIC认为，在科学技术高度发展的今天，通过纳米技术帮助人类最大限度地发挥极限潜能，而不是以纳米机器人全盘代之，或许是较好的选择。

对人类健康的潜在危害纳米材料的超微性提醒我们，应该重新认识和理解人体对颗粒性物质的吸收过程和它可能引起的生物学影响。

纳米材料的生物学效应与毒性随着纳米技术的快速发展，纳米材料已经广泛应用于生物医学及生物制造领域。

纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质，可以改善生物材料的性能和功能，包括增强药物输送、改善成像、生物传感和组织工程等。

然而，随着纳米材料应用的增加，纳米材料的生物学效应和毒性问题也已引起广泛关注。

因此，了解纳米材料在生物组织中的行为和生物学后果是至关重要的。

1. 纳米材料的生物学效应纳米材料与生物物质的相互作用被认为是引起生物学效应的主要原因。

纳米材料的较小尺寸和高表面积使其比同种化学成分的大颗粒更容易与生物体内分子相互作用。

纳米材料可以通过吸附、吞噬等方式进入生物体内，与蛋白质、细胞膜和DNA等相互作用，从而产生生物学效应。

1.1 纳米材料在生物体内的传输和转运纳米材料可以通过不同的途径进入生物体内，如口服、吸入、注射等。

在生物体内，纳米材料可以被罗氏细胞摄取，也可以通过血液循环进入其他器官和组织。

在细胞内部，纳米材料可以自由扩散，也可以与其他细胞组分相结合，并在胞内和胞外形成不同的复合物。

1.2 纳米材料与生物分子的相互作用纳米材料可以与蛋白质、羧酸、核酸等生物分子相互作用，从而影响这些生物分子的结构和功能。

例如，纳米颗粒可以在血浆蛋白的表面吸附，从而改变它们的构象和功能。

纳米材料也可以与细胞膜的脂质成分相互作用，导致细胞膜通透性的变化。

此外，纳米材料还可以与细胞内部的生物分子相互作用，例如与DNA结合、抑制蛋白质合成等。

1.3 纳米材料的生物学效应纳米材料的生物学效应涉及多个方面。

例如，纳米材料可以影响细胞的生长、增殖和分化；改变细胞的形态和结构；增加细胞死亡率；影响免疫系统的功能等。

此外，纳米材料还可能影响整个生物体的生物学特征，例如改变血液凝固和血压等生理参数。

2. 纳米材料的毒性如今，纳米材料的毒性已成为一个广泛关注的问题。

纳米材料可以引起人体的不同程度的毒副作用，并影响人体的健康。

了解纳米材料的毒性对于其安全使用和应用至关重要。

纳米材料的毒性和生态风险评价纳米科技是当今科技领域最热门的话题之一，其应用领域广泛，如电子、制药、食品、化妆品等。

然而，纳米材料的毒性和生态风险始终是科学家关注的问题。

本文将从不同角度来探讨纳米材料的毒性和生态风险评价。

一、纳米材料的毒性纳米材料相比传统材料有着独特的物理、化学性质，其表面积大、活性高、穿透性强、易促成有毒物质的吸附等特点引起了人们对其毒性的重视。

纳米颗粒对人体、动物和环境的毒性主要和粒径、形状、表面活性、化学成分、溶解度等因素有关。

以下是一些目前已知的纳米材料毒性方面的研究：1、硅纳米管的毒性硅纳米管具有良好的机械强度和热导性能，是一种重要的纳米材料。

但是，在体内和体外的实验中发现，硅纳米管会引起免疫细胞和红细胞的损伤，同时也会对人体器官造成一定的毒性。

2、金纳米粒子的毒性金纳米粒子具有很好的光学、电学和催化性能，在应用中具有广泛用途。

研究发现，金纳米粒子在浓度较高的情况下会对肝细胞、肺细胞和肾细胞产生毒性作用，同时还会导致细胞内氧化还原平衡失调等。

3、氧化铁纳米粒子的毒性氧化铁纳米粒子是一种常用的纳米材料，广泛用于磁性材料、药物输送等方面。

但是，研究发现氧化铁纳米粒子对大肠杆菌等微生物有一定的毒性作用，并能使土壤微生物群落结构发生变化。

二、纳米材料的生态风险评价纳米技术的发展对环境和生态造成的影响也是人们关注的问题之一。

纳米材料可能对陆地、水生态系统和生物多样性产生负面影响，因此生态风险评价将是纳米材料应用的关键问题之一。

以下是一些目前已知的纳米材料生态风险的研究：1、纳米银的生态风险纳米银是目前应用最广泛的纳米材料之一，广泛应用于消毒、制备抗菌材料等领域。

但是，纳米银对水生生物和植物造成的毒性和生态风险较大。

研究发现，纳米银会影响水生生物的生长和繁殖，同时也会削弱植物的生长能力。

2、氧化石墨烯的生态风险氧化石墨烯是一种具有广泛应用前景的纳米材料，其应用涵盖从材料领域到医学领域。

中国生物医学工程学报孔加入３１．２５、１２５．００、５００．００斗ｇ／ｍＬ两种粒径纳米Ｓｉ０２和５００．００斗ｇ／ｍＬ微米Ｓｉ０２粒子悬液２００ＩｘＬ，设完全培养液为阴性对照组，培养２４ｈ后ＰＢＳ洗３次，每孑Ｌ内加入２００ＩｘＬ配制好的２’，７’．二乙酰二氯荧光素（ＤＣＦＨ．ＤＡ）荧光探针，３７℃培养箱内孵育２０ｍｉｎ。

吸弃负载液，ＰＢＳ洗３次，以充分去除未进入细胞内的ＤＣＦＨ－ＤＡ，每孔内再加入１００ＩｘＬ的ＰＢＳ，在染毒后２、４、８、１６和２４ｈ，分别将９６孔板置于酶标仪上，在激发波长４８８ｎｍ、发射波长５２５ａｍ的条件下进行扫描。

以平均荧光强度反映细胞内活性氧水平随时问变化的情况，每个剂量组设定５个平行孔，阳性对照为１００斗ＭＨ：０：。

１．５统计学分析将数据录入Ｅｘｃｅｌ２００３，采用ＳＰＳＳ统计软件进行Ｄｕｎｎｅｔｔｓ’ｔ检验、两样本比较ｔ检验、方差分析和直线回归分析。

２结果２．１细胞毒性测定２０ａｍ、６０ａｍＳｉ０２和微米ＳｉＯ：染毒细胞２４ｈ后，细胞生长抑制率曲线如图ｌ所示。

图中显示，随着染毒剂量的增加，两种粒径纳米ＳｉＯ：和微米ＳｉＯ：１００８０墨６０静囊４０碧最２０００４８１２１６２０２４２８３２染毒浓度／（ｍｇ／ｍＬ、图１尘粒染毒ＲＡＷ２６４．７的细胞生长抑制率曲线Ｆｉｇ．１ＴｈｅｏｆｇｒｏｗｔｈｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｒａｔｅＲＡＷ２６４．７ｃｅｌｌｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｄｕｓｔ对细胞活力的抑制作用逐渐增强。

Ｂｌｉｓｓ法计算２０ｎｍ、６０ｎｍＳｉＯ：及微米ＳｉＯ：粒子悬液的半数抑制浓度Ｉｃ，。

分别为２．０７、６．８２和１４．７１ｍ＃ｍＬ。

在两种粒径纳米ＳｉＯ：及微米ＳｉＯ：的染毒浓度为５００．００Ｉｘｇ／ｍＬ时，细胞存活率均大于８５％，故在以下实验中以此浓度为最高作用剂量，观察染毒细胞形态及其他各指标的变化。

２．２细胞形态学改变在光镜及荧光显微镜下，细胞形态如图２所示。

图２光镜与荧光显微镜下染毒ＲＡＷ２６４．７细胞的形态变化（每行左起为阴性对照组、微米ＳｉＯ：组、２０ｎｍＳｉ０２组和６０ｎｍＳｉ０２组，４００ｘ）。

Vol135No12・78・化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S第35卷第2期2007年2月纳米科技动向纳米技术对人体健康的影响朱曾惠(编译) 编译者按:上世纪末以来,纳米技术取得十分惊人的发展。

在纳米材料方面,由于纳米粒子具有许多独特的性能,引起了人们广泛的关注。

在应用方面发展尤为迅速,出现了许多冠以纳米的各种材料,呈现出令人眩目的前景,因此有人认为这是一种奇迹,甚至预言将出现“纳米时代”。

但是纳米材料和纳米技术的发展有无负面影响,对人类健康、环境和生态有无潜在危害,在奇妙的光环下,却很少有人关注。

科学技术的成就常常都是双刃剑。

想当年氟氯烃(CFCs)的发明和应用对世界的经济和文明起了多大的影响,但是多少年后却出现了臭氧空洞问题,不得不减少或禁止使用。

又如DD T和666对人类带来多大的利益,但是数十年后却不得不禁止应用。

因此,对发展潜力巨大的科学技术进展,全面地研究它的发展,从各方面考虑它的影响是十分重要的。

最近以来,常看到国外期刊上有关于纳米技术可能带来负面影响的报道,2006年《绿色化学》(Green Chemistry)刊载了3位澳大利亚和新西兰学者的综述文章,从绿色化学的观点分析研究了纳米粒子对人体健康的影响,内容较翔实,全面,现将其主要内容摘报于下,以供参考,并期望在国内的纳米热中引起注意。

1　关于对纳米技术的认识纳米技术的定义有多种方法界定,一般是指在1～100纳米尺度上进行操作、测定、制造和预测的能力。

在纳米尺寸范围内,材料呈现新的性能,与其单个原子或多原子集聚的整块材料都不同,这些性能在很大程度上与其粒子大小有关。

纳米技术不能划入某一科学学科,它与化学、物理、生物和工程学相关,是一门跨专业的学科,最近以来则将毒物学融入,所以人们常常将纳米技术Nanotechnology写成复数Nanotechn2 ologies,表明它包含多种学科。

纳米技术应用可以提高和改善人类生活质量,对世界经济将产生重大影响。

一、选择题（在每一小题的四个选项中选出一个正确的答案。

本题共有 20 小题,每小题 1分，共20分）1.下列加点词语解释不正确的是（）。

A.无乃尔是过与无乃：岂不，恐怕。

B.狗彘食人食而不知检检：约束、制止。

C.涂有饿莩而不知发涂：通“途”，道路。

D.（河伯）望．洋．向若而叹曰望洋：望着海洋。

2.“危而不持，颠而不扶，则将焉用彼相矣”句中的“相”应解释为（）。

A.宰相B.占卜看相的人C.照看D.扶助盲人走路的人3.下列加点词语解释不正确的是（）。

A.转朱阁，低绮户，照无眠绮户：挂着丝绸的窗户。

B.倩何人唤取、红巾翠袖，揾英雄泪？倩：请。

C.浩浩乎如冯虚御风，而不知其所止冯，通“凭”，凭依。

D.举酒属客，诵明月之诗，歌窈窕之章属：注、酌，劝酒。

4.下列加点词语解释不正确的是（）。

A.能顺木之天天：天性。

这里指树木生长的自然规律。

B.士之耽兮，犹可说．也说：通“脱”，解脱。

第2 页共16页C.女也不爽，士贰其行爽：差错。

D.使君谢罗敷，宁可共载不？谢：感谢。

5.下列短语中没有错别字的是（）。

A.相形见拙B.举世瞩目C.沽恶不悛D.隔隔不入6.下列成语没有错别字的是（）。

A.遗笑大方B.一应俱全C.决无仅有D.开门辑盗7.2000年国务院颁布的《国家行政机关公文处理办法》中，法定公文的种类有（）。

A.11类B.12类C.13类D.14类8.下列说法正确的是（）。

A.上行文一般只标志一个主送机关，如果同时送几个上级机关，可以用抄送形式。

B.重要的公文应当标明主题词，一般公文则可省略主题词。

C.公文作者和读者都不是特定的。

D.所有的公文都应加盖公章。

9.《炉中煤》中“煤”的形象主要指（）。

A.美丽的女郎B.诗人自己C.可爱的家乡D.祖国母亲10.下列语句中，修辞手法运用不同的一项是（）。

A.同事今年生了个小龙男。

B.《焦点访谈》节目被群众颂为“焦青天”。

C.我哪有品味，品酒味品菜味还差不多。

D.雪下得很大，我们都成“白毛男”了。

碳纳米管对生物体的毒性及防护研究碳纳米管是一种非常有前途的材料，拥有众多优异的物理和化学性质。

因此，碳纳米管在材料科学、电子学、药物和医学等领域都有广泛的应用。

然而，根据各项实验研究显示，碳纳米管也有其对生物体产生毒性的潜在问题。

一、碳纳米管对生物体的毒性碳纳米管在生物体内的毒性问题已经引起了全球科学家的广泛关注。

对碳纳米管毒性的评估是非常复杂的，因为它们会产生多种生物效应和影响。

下面是一些已知的碳纳米管毒性效应：1. 碳纳米管可以影响免疫系统。

研究表明，碳纳米管可以导致系统性炎症反应，干扰免疫系统的正常功能，从而增加机体对病原体的敏感性。

2. 碳纳米管可以影响肺部健康。

碳纳米管的直径和长度决定了它们在生物体内的毒性效应。

较长和较粗的碳纳米管可以穿透肺泡并导致肺部疾病。

3. 碳纳米管可以影响细胞的健康。

碳纳米管可以改变细胞的形态和功能，并影响细胞内的代谢和信号传递。

这些效应可能会导致细胞凋亡或死亡。

二、防护研究因此，如何防止碳纳米管的毒性对人类的危害是一个非常重要的问题。

为了解决这个问题，研究人员已经进行了大量的研究，以了解如何防止碳纳米管的潜在毒性影响。

下面是一些现有的防护研究：1. 防护手套。

有研究表明，使用碳纳米管防护手套可以减少碳纳米管对工人的影响。

这些手套具有高强度和耐用性，能够有效减少工人的碳纳米管接触。

2. 面罩。

在高碳纳米管浓度的场合，佩戴面罩是非常必要的。

面罩可以防止碳纳米管被吸入肺部。

3. 暴露限制。

另一种方法是限制人们暴露于碳纳米管的环境中。

这可以通过在工作场所中使用通风系统来实现，或在制造过程中使用电晕沉积等新技术。

4. 研究碳纳米管的生物学特性。

研究人员也正在积极研究碳纳米管的生物学性质，以了解它们对生物体的影响，并利用这些知识开发防护策略。

总之，碳纳米管对生物体的毒性已经引发了全球科学家的广泛关注。

虽然还有很多未知的领域需要进一步研究，但防护研究已经在进行中。

随着科技的不断发展，相信未来我们会有更多有效的防护策略来抵御碳纳米管的潜在毒性影响。