【时讯】纳米颗粒究竟有多“毒”？

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硒化锌粒子上的纳米线是由纳米艺术家塑造成心形的。 美国科学家保罗·罗特姆特创作的纳米艺术作品《纳米笑容》。 这部作品是使用“dna折纸术”折叠的，直径几百纳米。 蚯蚓状碳纳米管电子显微镜照片。 也有人担心碳纳米管会成为“石棉第二”。

月1日，“2009中国纳米科学技术会议”在北京召开。 在展馆和分会场，拥有各种纳米技术资料的人熙熙攘攘，来自世界各地的1500名重要纳米技术专家来到了这次会议。 “纳米粒子的安全性”当然也是科学家们关注的话题。

任何新技术，和新科学的诞生一样，人们都很兴奋，也产生了一点担心。 我们是否太忽视了这项新技术，新科学的负面作用？ 纳米粒子带来了更好的材料、更有效的药物化妆品、更耐久的电子设备的更新等好处。 而且，因为它很小，有可能带来意想不到的伤害吗？ 纳米粒子有毒吗？

1自然之源

燃烧也会产生纳米粒子。

“纳米”的意思是“小”，“纳”来自古希腊的“小人”一词。 通常，直径从0.1纳米到100纳米的粒子被称为纳米粒子。 十亿纳米刚一米，细胞用微米测定。 是一纳米的几千到几万倍。 事实上，很多分子和蛋白质都在纳米级，只有原子比纳米小。

自然环境中充满了纳米粒子。 植物的光合作用、火山活动、森林火灾会产生自然纳米粒子。 欧美近20年来，关于汽车尾气、工业尾气、烹调尾气等大气污染物的许多研究已经确定。 汽车柴油燃烧时，会产生很多直径约为10纳米的粒子。 科学界确定了大气污染微粒浓度与心脏病等慢性病发作的关系。

欧洲重视纳米粒子对健康的影响。 因为历史上发生了相当悲惨的事故。 1952年12月，伦敦全球发生了冲击性的烟雾。 当时纳米级微粒浓度达到每立方米几毫克的水平，结果4000多人在两周内死亡。

负责中国纳米安全性研究的科学技术部973项目首席科学家赵宇亮说:“即使不说沙尘暴这样的天气，在干净的天气下，人每天也能吸入数亿个天然纳米粒子。”

这是因为人体器官本身，特别是肺部，有很强的防御功能。 小粒子进入肺部，就会遇到人体的“御林军”巨噬细胞。 巨噬细胞吞噬这些粒子。 当然巨噬细胞也不是万能的。 粒子浓度高到一定程度时，吸入的微粒子过剩，巨噬细胞过载，肺的防御功能被破坏。 人因此而生病。

2纳米纤维

“石棉公害”第二？

石棉是天然的纤维状矿物质，由于具有良好的隔热性、耐磨性等特点，被广泛应用于建筑材料、电器、家庭用品等。

长度超过15微米的纤维不会被巨噬细胞吞噬，因此随着工艺的不安全采集和工业制作释放到环境中，容易进入人体引起疾病，特别是直接暴露在石棉矿物中的工人吸入大量石棉。 结果，他们出现了各种各样的肺部病变。 现在，国际上石棉被确认为公害，世界卫生组织也宣布是致癌物质。

随着纳米技术的迅速发展，每个人都开始将纳米材料与石棉进行比较。 是纳米管。 根据以前流传下来的定义，碳纳米管以纤维的形式存在。 纳米管也有几纳米粗，但有几微米长，特别是大量纳米管聚集的时候，有人担心会变成别的石棉。 对此，科学家们正在加快速度研究。 但是赵宇亮的看法很乐观。 “碳纳米管的毒性可能来自于自结构缺陷产生的活性。 另外，有吸附蛋白质的可能性，但我认为即使有这两种可能性，毒性也没有石棉高。 ”。

石棉是硅酸盐类矿物质，但碳纳米管的构成成分是碳。 “70公斤的人体中，17公斤是碳原子。 碳是人体内含量最多的元素，是对生物体比较友好的材料，与石棉不同。 ”。

尽管如此他表示重要的问题是暴露量和时间。 “一般来说，实验和制造过程，特别是粉尘纳米材料的生产，基本要求是在密闭的环境中或通过液态等分散介质防止颗粒状、纤维状、管状的纳米物质进入空气中。 ”。

三参数分解

尺寸越小，危害就不一定大

现在怀疑纳米安全性问题的人们普遍存在粒子越小对人体的危害越大的误解。 据纳米毒理学科学研究者说，这些说法是片面的。 “不是所有的纳米粒子都进入细胞”赵宇亮说，“决定纳米物质生物效果的因素非常多，不仅仅是尺寸。 我可以一下子列举20多个要素。 剂量、结构、尺寸、表面电荷、表面修饰、表面积、凝聚状态、晶型……”

列出所有的可变参数，分解纳米粒子的毒性是几乎不可能的任务。 总体来说，关于纳米毒性的决定因素的讨论，研究界没有规律性的结论。 但是，出现了更多的知识，例如赵宇亮等人的研究表明，吸入相同的二氧化硅纳米粒子可能对老年人的心血管系统产生最大影响，其次是儿童、中青年人最小。

金属纳米粒子也引起了一些担心。 但是，金属纳米粒子很少暴露在空气中，进入空气后被氧化，不太存在于空间中。 赵宇亮强调，只有在自然界的纳米粒子每天进入人体，过剩、浓度过高的情况下，才最应该理解对人体造成伤害，这个“度”是现在的纳米安全性研究要阐明的问题。

4科学态度

负责纳米技术的迅速发展。

环境方面的研究者也在和纳米粒子打交道。 水质学国家要点实验室的葛小鹏副研究员说纳米材料是一把双刃剑。 例如，纳米粒子运输性能高，活性强，可以在制药产业运行，制造纳米靶向药，作为药的载体迅速有效。 但是，如果纳米粒子进入环境中，例如水环境中，则成为污染物质，也有可能在水体中转移。 另一方面，具有特殊功能的纳米粒子也成为反污染的有力工具，葛小鹏介绍说，可以利用纳米粒子在制药中的载体性能，用于地下水污染对策等，利用其强活性带出污染物质。

葛小鹏说:“我可以理解人担心的是，如果在纳米粒子的有利方面抑制制造工艺，尽量减少其不利方面，纳米技术就能造福人。”

2005年，欧盟和美国组织了相关的政府间会议。 随后，联合国环境署成立了纳米技术和环境健康专家小组。 最近世卫组织也计划成立纳米安全事业集团。 中国纳米技术行业也早早提出了“绿色纳米”的快速发展理念。 “我国很早就重视纳米技术和纳米安全性。 纳米技术的迅速发展从一开始就在研究尽量减少潜在的污染。 这就是科学迅速发展观的思想。 ”。 赵宇亮说。

新知特辑采录/本报记者金煜

本主题感谢:赵宇亮(国家纳米科学中心纳米生物效应实验室主任)。

葛小鹏(中国科学院生态环境研究中心环境水力学国家要点实验室副研究员)

斯特林(德国nano-control基金会主席)

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