關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有影響力的故事的未來，這些故事關於塑造我們今天世界的發現和想法。
奈米技術的形象是時尚、現代和清潔的。但這並非它的真實情況。
事實證明，設計和製造如此微小的材料，以至於 100,000 個這樣的材料可以舒適地排列在一根頭髮的寬度上，需要吸收大量的能量，而且絕非乾淨整潔。
華盛頓律師、美國環保署前汙染預防和有毒物質辦公室主任馬克·格林伍德說：“你可以用非常髒亂的工藝製造出非常環保的產品。”
對於奈米技術研究人員來說，這種“非常髒亂的工藝”是一個問題，他們試圖研究更高效的電池、更高效能的太陽能電池、更有效的水淨化器和更靈敏的汙染物探測器等。
想想淨化奈米材料以去除不需要的化學物質需要什麼。俄勒岡大學教授詹姆斯·哈欽森說，傳統上，這需要反覆使用溶劑——而且要用很多。
哈欽森說：“如果你用溶劑清洗，你就會浪費大量溶劑。”“這是我們能夠看到的最大浪費貢獻。如果你考慮對此進行生命週期分析，你會看到熱點在哪裡，並考慮其他不需要溶劑的純化方法。”
哈欽森和其他人正試圖用“綠色化學”技術來解決奈米技術問題，這種技術強調減少或消除有害物質並節約能源和資源的材料、產品和工藝。他針對溶劑浪費的解決方案是：一種奈米過濾膜，可以將奈米材料與其餘部分分離。
哈欽森的工作是俄勒岡大學一項更大努力的一部分，研究人員稱之為綠色奈米科學。2005 年，哈欽森啟動了更安全的奈米材料和納米制造倡議，該倡議由空軍資助，旨在開發奈米技術，以確保高效能，同時不威脅人類健康或環境。
由於奈米技術仍然是一個新興領域，科學家們認為有機會使其環境安全。“現在是思考如何使這種東西清潔和環保的時候了，”伍德羅·威爾遜中心新興奈米技術專案主任大衛·雷傑斯基說。
但這項技術正在突飛猛進，機會不太可能持續太久。
雷傑斯基說：“我們真的有可能推出一個全新的奈米基礎設施，但它不會是綠色的。”“而且它現在也不是綠色的。奈米技術建立在棕色生產基礎設施之上……而我們在這個領域的投資嚴重不足。”
聯邦政府每年在其國家奈米技術倡議（NNI）上花費約 15 億美元，這是一項於 2001 年啟動的研發工作。但雷傑斯基表示，政府目前專注於評估風險，而不是從一開始就避免風險。
哈欽森則指出一項眾議院法案，該法案將透過要求 NNI 制定短期和長期目標並評估實現這些目標所需的資金來加強環境、健康和安全研究。
哈欽森說：“我們還沒有看到那項投資，但我們已經看到人們認識到投資的重要性。”
懷疑論
考慮到仍然存在的未知數，並非所有人都像其他人一樣確信綠色化學技術可以有效地應用於奈米技術。
薩里大學國際工業生態學會主席兼教授羅蘭·克利夫特說：“我們不知道毒性問題是什麼。”“在無知的情況下，你如何應用綠色化學的原則？”
瑞典查爾姆斯理工大學副教授比約恩·桑登說，挑戰不僅限於奈米設計，因為沒有人知道奈米顆粒的命運——它們是否會生物降解，或者它們如何與環境相互作用。
桑登問道：“即使你將材料設計為對環境無害，你怎麼知道你是否成功了？”“你能看到未來所有的後果嗎？”
為了解決這些擔憂，俄勒岡州的倡議側重於瞭解奈米材料的結構如何影響其環境或生物相互作用。
為此，研究人員正在檢查各種奈米材料的尺寸、形狀、成分和塗層。哈欽森說，到目前為止，他們已經研究了九種，並調查了數百種。目標是徹底瞭解每種奈米材料，以便可以以無害的方式進行設計。
科學家們還在尋找設計新材料來替代現有有毒材料的方法。
哈欽森說：“我們還有很多工作要做。”“最終，我們希望制定設計規則，以便您可以設計出具有所需功能且環保的材料。”
底線
為了讓綠色奈米技術真正騰飛，公司必須看到使用“更綠色”工藝的經濟優勢，這可能是因為這通常意味著更高效的工藝。
哈欽森說，在學術界，研究人員必須考慮到其材料和技術的經濟性。任何工藝都必須效能更好、成本更低且更環保，研究才能繼續進行。
哈欽森說：“如果我們不能解決這些問題，它可能是一個不錯的學術成果，但它不會對市場產生影響。”
格林伍德說，許多公司也開始認識到綠色奈米技術可能對其盈利有利。大多數能源、醫學和其他先進領域的奈米應用仍在大學和公司的實驗室中開發。
相比之下，消費品中更簡單的應用已經開始銷售。根據新興奈米技術專案的資料，市場上已有 800 多種製造商識別的、支援奈米技術的產品。新的奈米技術消費產品正以每週三到四種的速度上市。
格林伍德說，大多數奈米材料生產商都在考慮其技術的整個生命週期，包括管理生產產生的廢物流。這使得更高效的工藝理念更具吸引力。
格林伍德說：“如果可以簡化，那就更好了。”
經 Environment & Energy Publishing, LLC. 許可，轉載自 Greenwire。www.eenews.net，202-628-6500