帶來材料革命 引發(fā)失控?fù)?dān)憂

早在上世紀(jì)就有人斷言，下個(gè)千年將是“納米時(shí)代”。如今在人們生活中，充斥著納米服裝、納米涂料、納米醫(yī)學(xué)等各種打著納米旗號(hào)的產(chǎn)品和技術(shù)，似乎當(dāng)初的預(yù)言已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。但英國(guó)《自然-納米技術(shù)》雜志日前采訪世界著名專家后宣稱，“納米時(shí)代的到來將令人恐懼”。納米時(shí)代離我們還有多遠(yuǎn)？它究竟會(huì)有什么影響？

上世紀(jì)末興起納米熱

所謂納米，和分米毫米等一樣，是一個(gè)長(zhǎng)度概念，就是十億分之一米，約等于45個(gè)原子排列起來的長(zhǎng)度。1959年著名物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼預(yù)言，將來可以根據(jù)人類意愿，逐個(gè)地排列原子制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢(mèng)想。1990年7月，第一屆國(guó)際納米技術(shù)大會(huì)在美國(guó)巴爾的摩舉辦，標(biāo)志納米技術(shù)正式誕生；1991年，重量只有相同體積鋼材的1/6，強(qiáng)度卻超出鋼材10倍的碳納米管被發(fā)現(xiàn)，成為納米產(chǎn)品熱的開始。

納米材料之所以備受關(guān)注，是因?yàn)槠胀ㄎ镔|(zhì)小到1-100納米這個(gè)尺寸范圍內(nèi)就會(huì)變得異?；钴S，采用這些納米顆粒和結(jié)構(gòu)的材料就具有全新的特性。在這個(gè)范圍內(nèi)的材料顆粒，既保留有原子和分子等微觀粒子的部分量子效應(yīng)，也有著普通宏觀材料的一些基本性質(zhì)。因此納米材料在信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境等眾多領(lǐng)域都有著廣泛用途，也受到各國(guó)政府的大力支持。著名的北京“鳥巢”的頂棚就采用了耐高溫的納米涂料，解決了煙花燃放時(shí)焰火掉落灼穿頂棚膜造成漏雨的問題。2003年12月3日，美國(guó)時(shí)任總統(tǒng)布什簽署《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，批準(zhǔn)4年內(nèi)投資37億美元支持納米技術(shù)的研究，標(biāo)志著美國(guó)政府對(duì)納米科技的支持從“零碎”向“全面整體”的轉(zhuǎn)變。而在俄羅斯，納米技術(shù)也成為僅次于航天的科技新興領(lǐng)域，2007年時(shí)任俄總統(tǒng)普京更盛贊納米技術(shù)是俄羅斯科技戰(zhàn)略的“火車頭”。同年4月，俄羅斯通過《發(fā)展納米工業(yè)戰(zhàn)略》，并專門成立了俄羅斯納米技術(shù)集團(tuán)，為納米技術(shù)的研發(fā)投入了2000億盧布的聯(lián)邦專項(xiàng)資金。

美國(guó)“新興納米技術(shù)計(jì)劃”機(jī)構(gòu)在2008年下半年的報(bào)告中宣稱，2006年3月該組織第一份“納米產(chǎn)品清單”上只有212種產(chǎn)品，短短兩年已擴(kuò)展到609種，且正以每周3-4種的速度快速增長(zhǎng)。這些產(chǎn)品五花八門，從納米芯片到納米鉆石，從納米高爾夫球桿到納米色拉油，應(yīng)有盡有。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前美國(guó)市場(chǎng)上銷售的成品中明確標(biāo)明應(yīng)用納米技術(shù)的產(chǎn)品已接近1000種。而在俄羅斯的市場(chǎng)上，同樣充斥著各種納米紡織品、納米涂料、納米金屬、納米復(fù)合材料，以及“利用納米技術(shù)制造”的可修復(fù)傷口的創(chuàng)可貼、繃帶。在購(gòu)買汽車時(shí)，導(dǎo)購(gòu)人員還宣稱，非真皮座椅上的紡織品使用專用納米防護(hù)液進(jìn)行了相應(yīng)處理，不僅能有效阻止污染液體的滲透，還便于清潔。

不過究竟什么才算是納米產(chǎn)品？投入巨資進(jìn)行納米技術(shù)研究的國(guó)外大型企業(yè)，如摩托羅拉、通用電器、IBM等，非常謹(jǐn)慎地避免在一些明明使用了納米銀、碳納米管等納米材料的產(chǎn)品上張貼“納米產(chǎn)品”標(biāo)簽，位于休斯敦的納米材料權(quán)威廠商CNI公司也表示，盡管人們已發(fā)現(xiàn)多種納米材料，但距離產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用化尚有很長(zhǎng)的路要走。目前對(duì)納米產(chǎn)品還沒有專門的定義，但專家們普遍認(rèn)為，真正意義上的納米產(chǎn)品，應(yīng)該是材料大小達(dá)到納米范圍，而且整個(gè)產(chǎn)品的屬性要發(fā)生物理、化學(xué)的特殊改變。從這點(diǎn)上看，很多所謂的“納米產(chǎn)品”，不過是借納米概念進(jìn)行炒作而已。更值得注意的是，納米材料的特性及生物活性，是由包括自身化學(xué)組成在內(nèi)的尺寸、形狀、溶劑、聚集程度等多方面的特征共同調(diào)控的，這使得納米材料在生命這一復(fù)雜體系中的表現(xiàn)更加撲朔迷離，可能發(fā)生不可預(yù)知的變化，傳統(tǒng)的產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)不再適用。尤其是納米材料由于小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和表面積大等特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，各國(guó)科學(xué)家開始考慮納米顆粒進(jìn)入環(huán)境或生物體后是否有新的反應(yīng)，是否產(chǎn)生新的影響，并為此進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。這也是大型企業(yè)對(duì)推廣納米產(chǎn)品保持謹(jǐn)慎的原因。

中國(guó)科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮研究員介紹說：“國(guó)際上從2004年開始廣泛關(guān)注納米材料可能產(chǎn)生的毒副作用，并不斷有各種研究報(bào)告問世。到目前為止，生活中還沒有納米材料所產(chǎn)生的不安全的個(gè)例。”國(guó)家納米科學(xué)中心梁興杰研究員認(rèn)為，納米技術(shù)具有兩面性。因?yàn)榄h(huán)境中存在大量天然的和工業(yè)生產(chǎn)所帶來的納米顆粒，如柴油車尾氣、工廠煙囪排出的廢氣等。一方面，納米顆?？赡鼙瘸Ｒ?guī)顆粒存在時(shí)間更長(zhǎng)，清除更困難；但另一方面，可以利用納米技術(shù)治理環(huán)境污染，比如采用某些納米材料制造先進(jìn)的過濾器用以治理水污染。

納米安全，各國(guó)都很重視

科學(xué)家們也預(yù)測(cè)了未來納米技術(shù)的更廣泛應(yīng)用：納米技術(shù)可以操縱原子，而任何物質(zhì)都是由原子組成的，因此原則上應(yīng)用納米技術(shù)可組合出任何物質(zhì)，甚至實(shí)現(xiàn)自身的復(fù)制。此外納米機(jī)器人將晝夜不歇地在人體各角落“巡邏”，自動(dòng)清除多余的脂肪、毒素或者治療創(chuàng)傷。然而英國(guó)《自然-納米技術(shù)》雜志公布對(duì)全球400位著名科學(xué)家的調(diào)查，科學(xué)家們承認(rèn)，他們比普通人更害怕納米技術(shù)和基因工程。新西伯利亞大學(xué)教授阿布拉米揚(yáng)說，“如果未來分解工業(yè)廢料的納米裝置發(fā)生故障，將摧毀所有保證人類生存的物質(zhì)”，太陽微電子公司的比爾·喬伊擔(dān)心，一旦能自我復(fù)制的納米機(jī)器人失控，地球最終將被它們通通變成自己的同類。

對(duì)此，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)宣布，在未來5年內(nèi)將提供1200萬美元研究納米技術(shù)安全問題。美國(guó)將皮膚對(duì)納米材料的吸附、納米顆?？赡艿奈栈蛞院筢尫怒h(huán)境污染物等問題列為納米領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象。美國(guó)、日本等政府相繼組織力量，在國(guó)家層面上啟動(dòng)了系統(tǒng)的納米安全性研究計(jì)劃，研究納米材料與生命過程的相互作用以及對(duì)健康的影響。我國(guó)科學(xué)家也在國(guó)家“973”計(jì)劃等的支持下，開展了多項(xiàng)納米安全性研究。 趙宇亮說：“納米安全性是前瞻性的研究，吸取人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的諸多教訓(xùn)，旨在盡量減少發(fā)展前沿科技的代價(jià)，使新興科學(xué)技術(shù)為人類帶來更大益處?！薄?/p>