1、l 由于纳米结构所具有的特殊物理、化学性质，有关由于纳米结构所具有的特殊物理、化学性质，有关纳米材料和纳米技术的研究已成为当今科学的前沿纳米材料和纳米技术的研究已成为当今科学的前沿热点。纳米技术一旦渗入生物学领域将迅速改变农热点。纳米技术一旦渗入生物学领域将迅速改变农业和医学的面貌，人类生活方式也将在纳米技术与业和医学的面貌，人类生活方式也将在纳米技术与信息技术、认知科学和生物技术的结合中迅速出现信息技术、认知科学和生物技术的结合中迅速出现革命性的变革，同时，种种迹象已经表明纳米物质革命性的变革，同时，种种迹象已经表明纳米物质具有与常规物质完全不同的毒性，在人类健康、社具有与常规物质完全不同的
2、毒性，在人类健康、社会伦理、生态环境、可持续发展等方面将会引发诸会伦理、生态环境、可持续发展等方面将会引发诸多问题，纳米技术必将会取代基因技术成为最受争多问题，纳米技术必将会取代基因技术成为最受争议的应用技术，影响遍及农业发展、计算机、医疗、议的应用技术，影响遍及农业发展、计算机、医疗、制药、国防、服装等很多方面。我国目前有制药、国防、服装等很多方面。我国目前有29种纳种纳米材料在进行工业化生产，还有数种纳米材料可在米材料在进行工业化生产，还有数种纳米材料可在实验室大规模合成，纳米材料对环境及人民健康的实验室大规模合成，纳米材料对环境及人民健康的影响已是一个现实问题。影响已是一个现实问题。纳米
3、技术在医学中存在未知风险纳米技术在医学中存在未知风险科学家正努力将纳米技术运用到仿生学，设想研制出仅由数科学家正努力将纳米技术运用到仿生学，设想研制出仅由数千个原子组成、微小得几乎看不见的纳米机器人，它们可以千个原子组成、微小得几乎看不见的纳米机器人，它们可以非常灵活地在细胞之间工作，能捡起和移动肉眼看不见的颗非常灵活地在细胞之间工作，能捡起和移动肉眼看不见的颗粒。科学家希望纳米机器人能在血液、尿液和细胞介质中工粒。科学家希望纳米机器人能在血液、尿液和细胞介质中工作，不仅可以捕捉和移动单个细胞，而且能够移动和重新安作，不仅可以捕捉和移动单个细胞，而且能够移动和重新安排人体细胞中的原子排列顺序，
4、使其按照新的指令发挥功能。排人体细胞中的原子排列顺序，使其按照新的指令发挥功能。纳米技术甚至可能仿照生命过程的各个环节制造出各种各样纳米技术甚至可能仿照生命过程的各个环节制造出各种各样的微型机器人，比如让它们在血管中负责清除血管壁上沉积的微型机器人，比如让它们在血管中负责清除血管壁上沉积物，进入组织间隙清除癌细胞等。但是，由此是否会引发相物，进入组织间隙清除癌细胞等。但是，由此是否会引发相应的负反应至今尚没有任何机构开展研究，存在诸多未知的应的负反应至今尚没有任何机构开展研究，存在诸多未知的风险。风险。纳米技术在药物中存在未知风险纳米技术在药物中存在未知风险近年来，出现了药物纳米化的趋势，当药
5、物到达纳米级的时近年来，出现了药物纳米化的趋势，当药物到达纳米级的时候，性质会发生什么样的变化，这是未知的。只是有报道说候，性质会发生什么样的变化，这是未知的。只是有报道说药效提高了多少，吸收率有多好，但是大多没有针对纳米材药效提高了多少，吸收率有多好，但是大多没有针对纳米材料的特性深入开展安全性方面的研究，并提到可能的毒性有料的特性深入开展安全性方面的研究，并提到可能的毒性有多少。多少。另外，某些药物纳米化技术也可能存在潜在问题，如植物类另外，某些药物纳米化技术也可能存在潜在问题，如植物类药物采用激光法粉碎，会把化学键打断，然后生成自由基，药物采用激光法粉碎，会把化学键打断，然后生成自由基，
6、下一步自由基重新组合，又生成其它的物质，这种新生成的下一步自由基重新组合，又生成其它的物质，这种新生成的物质是原本在药物中不存在的，也许会是有毒的，需要我们物质是原本在药物中不存在的，也许会是有毒的，需要我们通过大量的实验，考察该方法是否会产生有毒的物质，是否通过大量的实验，考察该方法是否会产生有毒的物质，是否对人体有潜在的危害性。对人体有潜在的危害性。纳米技术在日常生活用品中的潜在风险纳米技术在日常生活用品中的潜在风险添加纳米材料的化妆品、聚酯类啤酒瓶等产品，直接与人体添加纳米材料的化妆品、聚酯类啤酒瓶等产品，直接与人体接触，纳米颗粒作用于人体，其长期使用存在的问题是未知接触，纳米颗粒作用于
7、人体，其长期使用存在的问题是未知的，有待深入的研究。拿防晒霜为例，的，有待深入的研究。拿防晒霜为例，2003年一项研究表明年一项研究表明很多产品中使用的二氧化钛纳米微粒可以进入皮肤甚至细胞，很多产品中使用的二氧化钛纳米微粒可以进入皮肤甚至细胞，并在细胞内产生自由基，破坏原有的基因，其长期使用的安并在细胞内产生自由基，破坏原有的基因，其长期使用的安全性是值得我们进行评估的。又如加入纳米颗粒的妇女卫生全性是值得我们进行评估的。又如加入纳米颗粒的妇女卫生巾，具有极强的抗杀细菌作用。但是，这些与人体接触的材巾，具有极强的抗杀细菌作用。但是，这些与人体接触的材料有多少纳米颗粒会脱落，而这些脱落的纳米颗粒
8、的粒径是料有多少纳米颗粒会脱落，而这些脱落的纳米颗粒的粒径是多少，有多少会进入人体，并且多大的粒径是相对安全的，多少，有多少会进入人体，并且多大的粒径是相对安全的，进入人体的纳米颗粒是如何代谢的，它对人体会产生什么样进入人体的纳米颗粒是如何代谢的，它对人体会产生什么样的作用，所有这一切的答案都需要进行深入的研究来解答。的作用，所有这一切的答案都需要进行深入的研究来解答。面临的机遇和挑战n加强纳米材料负面效应的研究。n-,对己确定有毒的纳米材料重点研宄尺度、形貌、表面积对毒性的影响,研究纳米效应n与毒性的相关性:研充单质、化合物和复合物纳米颗粒毒性的差sll:研究毒性的表现形式,发n展既能控制毒
9、性又能发挥纳米效应的技术,提高纳米材料应用的有效性。二,研宄基本无毒的n化学物质达到纳米尺度后是否存在新的安全风险,研宄降低风险、发挥纳米效应的处理技术。n三9研宄富勒烯家族(纳米碳管9C品等应用的风险,以slJ扬长避短.实现纳米碳管的应用价n值占四,研究自然界存在的纳米材料和人王纳米材料引起环境安全风险的差别。五,自然界纳n米材料在发展绿色环境纳米技术中的作用。n(1)着手建立纳米尺度有毒化学物质的数据库，进n一步明确划分纳米尺度有毒化学物质的范围，以利于重n点防范这些物质在生产和应用过程中对环境安全造成n的危害n(2)纳米改性升级产品中由于纳米材料的存在引起n纳米材料改性后产品功能升级，提
10、高了使用n效率，但是无机纳米粒子和有机修饰的纳米粒子以及纳米尺度的有机金属离子的络合物却直接暴露在空气、水和土壤中，这将对环境安全带来风险。n环境安全风险的研究，刚刚引起人们的注意通过产品标准的制定，把应用纳米材料可能产生环境安全风险降低到可允许的范围内n(1)加强纳米材料负面效应的研究n对已确定有毒的纳米材料重点研究尺度、形貌、n表面积对毒性的影响，研究纳米效应与毒性的相关性；n研究单质、化合物和复合物纳米颗粒毒性的差别；研究n毒性的表现形式，发展既能控制毒性又能发挥纳米效应n的技术，提高纳米材料应用的有效性。研究基本无毒n的化学物质达到纳米尺度后是否存在新的安全风险，研n究降低风险、发挥纳
11、米效应的处理技术。研究富勒烯n家族(纳米碳管，C60等)应用的风险，以利扬长避短，实n现纳米碳管的应用价值。研究自然界存在的纳米材n料和人工纳米材料引起环境安全风险的差别。自然n界纳米材料在发展绿色环境纳米技术中的作用。n(2)纳米材料在环境中存在的状态、输运和沉降规律的应用基础研究n括 纳米颗粒在空气中存在n的状态和移动的规律；纳米颗粒与大气中其他物质包n括有机无机悬浮物相互作用的规律；大气环境变化和n重力对纳米颗粒团聚和沉降的影响；纳米颗粒与水蒸n气交互作用的规律。n(3)纳米材料通过生物圈和食物链对环境安全和人类健康影响的风险评估n这是一个既复杂又重要的研究课题，它涉及的研究n领域多，覆
12、盖面宽，周期长，创新难度大。它涉及人类、n动物、植物和土壤、水等生态环境之间的相互依赖关系。n这种通过食物链把残存在土壤水中的纳米颗粒间接带n人人体内的过程是一个潜在的积累过程，不同种类纳米n材料在人体各个器官存在的状态是否有差别，如何探测n和识别，它们将对人类健康带来什么样的风险，也是应n该研究的课题。（一）纳米材料的毒代动力学研究纳米材料进入机体后，可以向全身组织弥散：n一般而言，纳米材料在体内组织间的弥散主要有以下3种途径：由呼吸道表面向黏膜下组织弥散n。通过循环系统弥散：n穿透血脑屏障：（二）纳米材料的整体生物效应1、初步研究结果显示，不同的纳米材料会出现不一样的毒作用表现；同一种材料
13、纳米级和微米级可能出现不同的生物毒性n2、进一步研究发现，对这种纳米材料表面进行化学修饰，可以极大地改变它的生物效应（三）纳米材料对呼吸系统的影响n在呼吸系统内的沉积n对肺的炎性刺激n致肺巨噬细胞(AM)损伤n致肺部氧化损伤（四）纳米材料对消化系统的影响n吸收进入消化道黏膜下层组织的纳米微粒可以进入毛细淋巴管，从而引起淋巴细胞的免疫应答反应n：纳米材料的表面荷电性以及粒径大小对其进入肠道有重要影响，粒径越小，肠道对其的吸收速度越快，吸收的数量也越多。（五）纳米材料对皮肤的影响n纳米材料可以渗透皮肤引起皮肤的炎症反应n从目前的研究结果显示：纳米材料对皮肤渗透作用的特n点主要是：与纳米材料粒径有关，粒径越小越易渗透进入皮n肤；进入真皮的纳米材料性质决定了其对皮肤的刺激作用；n可以溶解的物质、金属等的浸提液、纳米颗粒较易渗透入皮n肤。纳米材料对细胞的作用n纳米材料能够进入细胞并与细胞发生作用，主要是对跨膜过程和细胞分裂、增殖、凋亡等基本生命过程的影响和相关信号传导通路的调控，从而在细胞水平上产生一定的生物效应。n 攻击细胞膜，使其破裂，使细胞坏死。利用纳米H02超微性进入细胞质，高化学活性又使其具备氧化损伤细胞遗传物质的能力。抑制细胞生长和增殖。引起细胞凋亡
