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一項由《自然奈米技術》線上釋出的新研究表明,吸入碳奈米管可能與吸入石棉一樣有害,其使用應受到監管,以免導致同樣的癌症和呼吸問題,這些問題促使禁止在建築物中使用石棉作為絕緣材料。
在由蘇格蘭愛丁堡大學/醫學研究委員會炎症研究中心(CIR)的皇后醫學研究所領導的研究中,科學家觀察到,長而細的碳奈米管看起來和行為都像石棉纖維,石棉纖維已被證明會導致間皮瘤,這是一種致命的癌症,發生在身體內部器官(尤其是肺)的膜內層,可能在暴露後30至40年出現。石棉纖維特別有害,因為它們足夠小,可以深入肺部,但又太長,無法被身體的免疫系統摧毀。
研究人員在將實驗室小鼠暴露於針狀奈米管後得出了結論:動物體腔的內層發炎並形成病變。
碳奈米管通常由不超過原子厚度的石墨片製成——大約一奈米或十億分之一米寬——並形成圓柱體,直徑從幾奈米到幾十奈米不等。(它們可以長達數百甚至數千奈米。)人們更關注由幾個加強的圓柱體組成的“多壁”奈米管,因為它們比更薄的奈米管更能保持其尖狀。
研究合著者安德魯·梅納德表示,過去幾年,科學家們一直在注意到碳奈米管和石棉之間的相似之處。安德魯·梅納德是伍德羅·威爾遜國際學者中心的新興奈米技術專案的首席科學顧問,該專案位於華盛頓特區。自2003年以來,梅納德一直在研究和警告碳奈米管潛在的健康和環境風險,他說,迄今為止,還沒有協調一致的努力來分析碳奈米管毒性研究的結果。他指出,科技公司並沒有發現使用碳奈米管的風險大於其好處——它們是極好的導電體。
碳奈米管還可以用來增強聚合物,從而製造非常堅固的塑膠。密歇根大學安娜堡分校的研究人員正在衡量奈米片和一種類似於白膠的奈米級聚合物的強度。從視覺上看,它就像一堵磚牆,其中粘土奈米片“磚塊”由水溶性聚乙烯醇“砂漿”粘合在一起。研究人員表示,結果是一種輕便透明但強度與鋼鐵相當的複合塑膠。
IBM已將碳奈米管確定為研究奈米級電學和光學現象的重要材料,該公司對該技術寄予厚望。IBM研究員、公司碳奈米管工作的首席研究員費頓·阿夫里斯在2007年3月的《物理世界》雜誌上寫道,碳奈米管有望成為“更小、更快、功耗更低”的計算機晶片的組成部分,而這些晶片是由矽製成的。“碳奈米管研究中最令人興奮的進展之一是最近發現奈米管可以發光,”他補充道。“這一發現為標準銅互連被由奈米管制成的光學波導取代的電路打開了大門,從而實現了完全整合的光電子電路。”
奈米管同樣正在被開發用於新藥、節能電池、電子產品和其他產品,前提是它們並不比石墨更危險。但一些科學家和像梅納德這樣的環保主義者警告說,它們隱藏著危險。更令人擔憂的是,據包括弗裡多尼亞集團在內的許多公司的研究表明,碳奈米管的市場將從2004年的600萬美元增長到2014年的10億美元以上。Lux Research在2006年的一份報告中預測,到2014年,奈米技術將被用於價值2.6萬億美元的製成品中。
愛丁堡CIR的研究將刊登在《自然奈米技術》的6月刊上,該研究非常具體,只關注了模仿纖維行為的奈米管及其導致某種型別癌症的可能性;研究人員說,其他型別的奈米管可能對身體產生不同的影響——無論好壞。
梅納德和他的同事們特別關注一個假設,即長而細的碳奈米管可能具有與形狀相似的石棉纖維相同的影響。“如果你把這些東西吸入肺部,”他說,“它們會形成疤痕組織,身體會把它們看作腳手架,在它們上面構建新細胞,並使肺壁增厚。”
研究人員在論文中寫道,這項研究的目的不是阻止奈米技術的進一步發展,而是為了標記奈米管在製造和處置場所的潛在危險。
“目前迫切需要檢查碳奈米管的使用方式,看看是否有人可能接觸到危險材料,”梅納德說,並補充說,沒有人注意石棉的危險,直到為時已晚,很多人都深受其害。