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納米材料有什麽應用

在日常生活中,納米技術應用的領域有哪些妳不知道

納米研究在創造成千種新材料方面非常成功,但是分子自我組成有用的物體或是建造微型納米機器方面仍只是設想而已。決定單個原子行為的定律與主導大型材料的定律不同。這壹領域的科學家必須首先了解納米材料的特性,並充分利用其特性開展具體的活動。比如,以煤或石墨形式存在的碳元素結塊不帶電或光學性質,但是微型碳納米管具有這些特性。碳納米管的這些獨特性質對於增強輕型自行車零部件的特性非常有用。但是,目前尚不清楚工程師對於更加精確地操作不同元素的單個原子所能取得多大程度的成功。

NNI的資金投入收到了成效:已經批準了2000~3000種人造納米材料用於新產品。但是蜂擁而上尋找納米技術的新用途時,我們是否忽視了其中存在的風險?許多分析人士懷疑其中有些納米材料可能具有毒性,但是這些材料並沒有經過嚴格測試,比如美國聯邦藥品管理局(FDA)要求藥品在出售之前必須獲得許可證。FDA對於新藥測試的規定是世界上最嚴格的。壹種新藥開發和獲得批準需要7~10年時間,花費達5億美元。對於每壹種納米材料也作相似的規定可能會減緩甚至中斷大部分的納米技術研究。只有壹小部分開發出來的納米材料有足夠大的市場能承擔得住如此巨大的測試費用。

FDA的確要求納米技術必須經過基本的毒性分析。是否我們應當更為謹慎地采取更多預防性措施,並要求對納米材料對健康的影響進行更多的測試。還是說納米技術的潛在好處需要我們加速這壹領域的研究?如果我們不等上20~30年看看到底會產生怎樣的影響,又怎麽能知道如何解決潛在的風險?要有多少例的癌癥、肺病以及精神疾病才能證明目前對納米材料的健康風險所進行的測試是不夠的?對納米材料進行更為嚴格的測試很困難,因為難以確定這種材料會加工成食物還是藥物,還是不會用來吃的東西,人壹旦吃下去,到底有沒有害。比如說,FDA壹直很擔心幾十年來壹些產品被標榜為食物補充品,從而不用像藥品壹樣需要成本很高的測試,但是這些產品可能也是有害的。

可以假設的是,如果防水織物的塗層是有毒的納米材料,隨著衣物的老化塗層可能會氣化,從而可能被人體吸入。此外,有些材料在轉化為納米粒子時會改變性質,就像水在不同溫度下可能會變成晶體、液體或蒸汽。再比如,如果妳攝入了壹點銀,它會經過身體的系統不會造成傷害。在印度,銀箔用來裝飾甜點,可以當作食物服用,但是在美國不允許將銀作為食物,因為銀鹽,以及與其他分子在壹起的含銀化合物是有毒的。使問題更加復雜化的是,其他的銀鹽以及銀納米粒子是反微生物的,經常用於作為醫療裝置的塗層,比如傷口敷料,甚至用在洗衣機中以阻止致病微生物的生長。隨著越來越多的致病性疾病演變為對抗生素免疫,銀納米粒子的抗菌特征將變得更加重要。但多數人無法清楚是否或者是在什麽條件下,銀納米粒子可能與其他分子結合形成有毒的化合物。

太陽能電池或電池中采用的納米材料是不可攝入的,但重點應當是在裝置的使用壽命結束後廢物的產生和廢物處理問題。生命周期分析是用於確定壹個大型項目的影響或新材料應用的指標之壹。對於風險分析和環境影響分析非常認真的執行者,會努力控制偏見對其研究結果客觀性造成的不利影響。壹篇好的報告應當註意那些目前仍不知道的,要麽是因為沒有或不能開展必要的研究,要麽是因為各種行動造成的結果太復雜,無法進行分析。在最好的情況下,在決策過程中考慮的各個問題可以通過風險分析和成本效益分析進行說明。在具備很多具體條件約束的背景下,認真的分析可以相當準確地反映實際情況。報告將充滿表明客觀性的數字和圖表。當然,環境影響報告和風險分析也可以包含許多價值判斷,什麽更重要、什麽不那麽重要,以及導致研究結果產生偏見的其他主觀因素。

在加速發展和長期風險之間進行權衡,往往加速發展會獲勝。特別是在風險尚不確定,預計的利益巨大的情況下尤為如此。公眾健康和環境風險加大是其中的權衡取舍之壹。在產生和儲存能量的納米技術創新發展過程中,仍然有很多機會成本。全球氣候變化和對清潔能源的迫切需求都是緊急事項,政府有必要對市場效益低的工業產品的發展提供補貼。政策制定者格外註重潛在的好處,希望通過創新和規模化生產,將最終使太陽能和風力發電成本與其他非可再生的能源相比具有競爭力。尚無證據表明能很快實現這壹目標。清潔能源的成本會下降,但是下降的速度可能在未來幾十年裏不會低於煤電的成本。

同時,機會會失之交臂,因為額外的錢都花在了資助清潔能源,本來這筆錢可以用來資助其他的社會發展需要。政策制定者對於因為全球變暖應當放緩發展的觀點持不同的態度。因此,我們並沒有有效的方法對各種能源選擇做出綜合的權衡。清潔能源的倡導者認為對各種能源進行成本比較是壹種誤導。煤、石油和天然氣的生產商和供應商並不為他們的產品造成的環境和公眾健康損失負責。他們提出對煤炭和化石燃料征收碳稅,以彌補社會成本,實現公平競爭。但到目前為止,政客們對於如何應對碳排放稅實施可能遭到的抵制並沒有多少興趣。對於很多政客而言,特別是那些所代表的選區擁有很強的石油工業,抵制碳稅是否認全球氣候變化的主要理由。

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