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納米材料的風險 身邊的納米技術有哪些

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納米科技這項在人眼無法辨別的微觀尺度上的科學技術正逐漸對人類的電子信息、制造業、能源、環境、醫療產生巨大影響 ， 手機、電腦、化妝品、太陽鏡、網球拍、自行車……你的不少日用品中或已用上納米科技 。
正在北京參加第七屆中國國際納米科學技術會議的全球科學家和工程師們都在對微觀世界展開新的探索 ， 并將科學發現轉化為新的產品和技術 ， 重塑一系列產業 。
專家介紹 ， 納米科學是在納米尺度（從原子、分子到亞微米尺度之間）上研究物質的相互作用、組成、特性與制造方法的科學 。在如此小的尺度上 ， 材料的物理、化學和生物學特性跟宏觀尺度的物體相比有巨大差異 。

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一份由施普林格·自然集團、國家納米科學中心、中國科學院文獻情報中心合作編制的研究報告顯示 ， 納米科技促進了多學科交叉融合 ， 孕育著眾多的科技突破和原始創新機會 。同時 ， 納米科技對高技術的誕生 ， 對人們的生產、生活也將產生巨大影響 。
【納米材料的風險 身邊的納米技術有哪些】上千種納米產品進入消費市場
由于具備理想的機械、化學、電學、熱學或光學性能 ， 新型納米材料被應用于日常用品及工業制造之中 。
據估計 ， 目前市場上有1600多種基于納米技術的消費產品 ， 包括輕便、剛性好的網球拍、自行車、箱包 ， 汽車零件和可充電電池等 。
普通的電吹風或直發器就有可能使用納米材料降低重量或延長使用壽命 。防曬霜已使用了皮膚表面看不到的納米二氧化鈦或氧化鋅等防曬成分 。納米工程制備的纖維被用于制造防皺、防沾污的衣物 ， 不僅質輕還可防止細菌滋生 。
在制造業 ， 納米結構的材料被用于機器零件的表面涂層或潤滑劑中 ， 以減小磨損、延長機器使用壽命 。具有納米結構的合金由于強度高、耐久、質量輕的特點 ， 是制造飛機和航天航空零部件的理想高性能材料 。它們被用于制造機身、過濾材料及其他零部件 ， 帶來更強的耐蝕、抗震和防火性能 。
金屬、氧化物、碳和其他化合物的納米顆粒也是很好的催化劑 ， 在石油精煉、生物燃料等領域有著重要的工業應用 。

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小巧、節能、可彎曲屏幕的數碼產品成為可能
研究報告說 ， 納米技術作為促進信息技術和數碼電子行業發展的關鍵驅動力 ， 進一步提升了諸多電子產品的性能 ， 如電腦、手機和電視等 。
由于納米技術的進步 ， 集成芯片和晶體管變得越來越小 ， 計算速度卻日趨提高 。2016年世界上誕生了首個1納米的晶體管 。該晶體管由碳納米管和二硫化鉬而不是硅制成 ， 展示了進一步縮小電子器件尺寸的潛力 。
科學家對納米材料物理特性的深入理解推動了量子器件的發展 ， 實現了更低能耗下的高速數據傳輸 ， 并提升信息系統的性能和安全性 。
國家納米科學中心首席科學家朱星說 ， 量子點或無機半導體納米晶體的一個應用領域是顯示屏產業 ?；诩{米技術 ， 電視、計算機和移動設備的顯示屏可實現超高清、節能、甚至可彎曲 ， 并產生更加逼真的圖像 。人們在設計新型透明導電材料時采用了碳納米管或銀納米線 ， 這為開發各種使用柔性屏幕的電子設備開啟了大門 。
節能環保大有可為
專家介紹 ， 納米技術可促進可替代能源的發展 ， 提高能源使用效率 ， 并為環境治理提供新的解決方案 。
基于納米技術或新型催化劑 ， 石油和天然氣的開采以及燃料的燃燒變得更加高效 ， 這減少了發電廠、交通工具及其他重型設備的污染和能耗 。

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科學家通過納米工程提高太陽能光伏發電設備的性能并降低成本 。納米材料還可用于廢熱轉化 ， 如將汽車尾氣轉化為有用的能量 。
再如 ， 科學家開發了可將二氧化碳轉化為清潔燃料甲烷的納米顆粒 ， 以及能提高氫氣制備產能的納米光催化劑 ， 這都提供了發展新的可再生能源的前景 。
納米結構的電極材料可用來提高可充電電池的容量和性能 ， 減輕電池重量 ， 從而提高電動汽車這類交通工具的效能和續航距離 。
此外 ， 納米技術還可用于水處理和污染物的清理 。例如 ， 二硫化鉬薄膜等納米材料能以更高效的過濾性促進鹽水淡化 ， 而多孔質的納米材料可以像海綿一樣吸收水中的重金屬和浮油等有毒物質 。此外 ， 納米纖維能夠吸附空氣中的微小顆粒 ， 因此可用作凈化空氣的濾網 。
納米技術在環境治理中的應用還包括空氣、水和土壤中污染物的檢測 。由于其獨特的化學和物理特性 ， 納米顆粒對化學或生物試劑的靈敏度更高 ， 因此可用在傳感器中鑒別有毒物質 ， 這比傳統方法更加簡單快捷 ， 甚至能在檢測的同時去除污染物 。
更快的基因測序 ， 更精準的癌癥診治
專家介紹 ， 納米技術對醫療和健康產業的影響日趨顯著 ， 并在藥物輸送、生物材料、造影、診斷、活性植入等醫療應用中得到穩步發展 。
研究報告說 ， 納米技術在生物醫學方面最引人矚目的應用或許是被稱為納米孔基因測序技術的出現 。其工作原理是利用電場驅動每個DNA單鏈穿過薄膜上納米尺寸的孔 ， 即納米孔 。當DNA單鏈通過納米孔時 ， 記錄孔上產生的電流變化 ， 從而識別出單鏈上的基因編碼序列 。該技術有望大幅降低基因測序成本并提高測序速度 。
納米技術另外一個富有前景的醫學應用是藥物輸送 。納米技術能讓藥物突破化學、解剖和生理學阻礙 ， 抵達病變組織 ， 提高藥物在病灶位置的聚集量 ， 減小對健康組織的損害 。例如 ， 經過精心設計的納米藥物可經血管滲漏點滲入癌變組織 ， 并在靶點位置積聚 ， 從而提高癌癥靶向治療的精準度 。

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在醫學造影方面 ， 納米顆粒因其尺寸微小和特殊的化學性質 ， 可在特定組織和腫瘤位置形成積聚 ， 從而實現更便捷、更準確的診斷 ， 并提高治療效果 。
納米科技還可應用于生物組織工程 。石墨烯、納米管、二硫化鉬等納米材料可用來制造支架 ， 幫助修復或重塑受損的組織 。納米結構支架能夠模仿組織特有的微觀環境 ， 促進細胞的附著、繁殖和長成 ， 并誘導正常細胞機能及組織生長 。
警惕風險
新技術就像雙刃劍 ， 帶來利益的同時也可能帶來風險 ， 納米技術也不例外 。研究報告指出 ， 人們在歡呼其快速發展之際 ， 也應小心它所帶來的環境、健康和社會影響 。
當前人們最大的擔憂是納米顆粒對健康的威脅 ， 因為納米顆粒很容易經肺或皮膚進入人體 。例如 ， 人們已發現碳納米管內的金屬污染物和柴油的納米顆粒對健康有不良影響 。生產作業中暴露于納米污染物的工人會有較高的健康風險 。
此外 ， 納米材料制造過程中所產生的工業排放 ， 也會帶來污染環境的風險 。納米顆?；钚愿?、尺寸微小 ， 有可能對生態系統產生不利影響 ， 對動植物生存構成威脅 。
納米藥物雖然前景光明 ， 但因為尚不清楚其在人體內是否參與代謝以及如何代謝 ， 所以也有可能帶來意料之外的后果 。納米藥物的長期使用效果仍不明朗 。
朱星介紹 ， 為應對這些擔憂 ， 中國自2001年就投入資金研究納米安全問題 ， 約有7%的納米技術研究預算用于有關納米技術潛在的環境、健康及安全問題的科學研究 。這些研究也將支持制定標準 ， 量化相關的環境及健康危害 ， 同時有助于形成監控和管制納米污染的指導方針 。