如今,納米材料的應(yīng)用研究如火如荼,其優(yōu)越性能為當(dāng)前的物質(zhì)世界增添了新的光彩。近年來(lái),我國(guó)在納米技術(shù)領(lǐng)域取得了很多成果,包括紡織品等方面。但是,歷史經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明,科技在造福人類(lèi)的同時(shí),也可能會(huì)帶來(lái)危害。美國(guó)Rice大學(xué)生物和環(huán)境納米技術(shù)中心主任VickiColvin認(rèn)為,納米材料有可能進(jìn)入人體的健康細(xì)胞。此外,關(guān)于納米顆粒對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康安全性的研究和相關(guān)信息也非常缺乏。英國(guó)政府委托英國(guó)皇家學(xué)會(huì)和英國(guó)皇家工程學(xué)院組成調(diào)查小組,調(diào)查納米技術(shù)的安全性。該研究小組指出,游離的納米顆粒和納米管可能會(huì)穿透細(xì)胞,有損人體健康,并建議英國(guó)政府針對(duì)納米顆粒對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的影響設(shè)立研究中心。美國(guó)和歐盟也正在考慮規(guī)范納米材料和納米科技產(chǎn)品。
應(yīng)用熱遭遇安全質(zhì)疑
目前,納米技術(shù)和納米材料廣泛深入地應(yīng)用于紡織的多個(gè)領(lǐng)域?蒲泄ぷ髡哌在不斷地研究擴(kuò)大納米技術(shù)的應(yīng)用范圍。在紡織領(lǐng)域中,納米技術(shù)的應(yīng)用已有長(zhǎng)足的發(fā)展。紡織行業(yè)中常用的納米材料有納米TiO2、納米云母等。通過(guò)一定的染整加工技術(shù),上述納米材料被處理到織物上后,可以賦予織物抗靜電、抗電磁波輻射、防水防污等優(yōu)良性能。而在納米材料賦予紡織品功能化的同時(shí),是否存在著使用安全隱患,目前還未見(jiàn)相關(guān)的專(zhuān)題報(bào)道。
納米材料的安全性問(wèn)題日趨得到世界各國(guó)的高度重視。各國(guó)高級(jí)研究機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家紛紛呼吁和關(guān)注納米材料的安全性問(wèn)題,政府也積極地投入了人力、物力進(jìn)行這方面的研究工作。但具體的研究進(jìn)展和研究成果,公開(kāi)的專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)報(bào)道較少。
美國(guó)已開(kāi)展了關(guān)于納米材料對(duì)環(huán)境和人類(lèi)可能造成危害性的研究,重點(diǎn)研究皮膚對(duì)納米材料的吸附和納米材料對(duì)皮膚的毒性、納米顆粒對(duì)操作者肺部組織的影響等共5方面的問(wèn)題。國(guó)外,曾有研究人員對(duì)碳納米管、納米聚四氟乙烯和碳顆粒的生理毒性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,長(zhǎng)期吸入上述納米微粒后,在肺部會(huì)發(fā)生沉積,對(duì)健康極其不利。據(jù)《自然》雜志報(bào)道,納米顆粒可通過(guò)呼吸系統(tǒng)、皮膚接觸、食用、注射等途徑,進(jìn)入人體組織內(nèi)部。納米顆粒進(jìn)入人體后,由于其體積小,自由度大,反應(yīng)活性高等特性,幾乎不受任何阻礙就可以進(jìn)入細(xì)胞,與體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生反應(yīng),引起發(fā)炎、病變等癥狀。同時(shí),納米顆粒也可能進(jìn)入人的神經(jīng)系統(tǒng),影響大腦,導(dǎo)致更嚴(yán)重的疾病發(fā)生。納米顆粒長(zhǎng)期停留在人體內(nèi),同樣會(huì)引發(fā)病變,如停留在肺部的石棉纖維會(huì)導(dǎo)致肺部纖維化。
毒性實(shí)驗(yàn)引起冷思考
在2004年的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上,有研究小組報(bào)道了納米材料具有特殊的毒性。美國(guó)宇航局太空中心小組的研究發(fā)現(xiàn),向小鼠的肺部噴灑含有碳納米管的溶液,碳納米管會(huì)進(jìn)入小鼠肺泡,并形成肉芽瘤。紐約州羅切斯特大學(xué)的一個(gè)研究小組讓大鼠在含有納米聚四氟乙烯顆粒的空氣中生活15分鐘,就會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)老鼠在4個(gè)小時(shí)內(nèi)死亡。該研究小組還發(fā)現(xiàn)用碳13和錳制作的納米顆粒能夠進(jìn)入大鼠的嗅球,并遷移到大腦。
國(guó)內(nèi)曾有人研究過(guò)桑蠶皮膚對(duì)納米TiO2的吸收情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):經(jīng)過(guò)石蠟包衣的納米TiO2粒子和非納米級(jí)普通TiO2粉末不能經(jīng)桑蠶皮膚吸入體內(nèi),但納米TiO2粒子可以通
過(guò)皮膚吸入桑蠶體內(nèi),并導(dǎo)致桑蠶死亡。這說(shuō)明本身無(wú)毒的納米TiO2粒子經(jīng)皮膚進(jìn)入桑蠶體內(nèi)后,具有毒副作用。但其具體毒副作用機(jī)理,未見(jiàn)報(bào)道。青島大學(xué)馬建偉等人通過(guò)對(duì)豚鼠靜脈注射稀土納米材料試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)中所用的稀土納米材料具有一定的細(xì)胞毒性。
盡管作為專(zhuān)題去研究納米材料安全性問(wèn)題的研究者較少,但我們?cè)趶V泛應(yīng)用納米技術(shù),享受納米材料給人類(lèi)帶來(lái)正面效應(yīng)的同時(shí),要時(shí)刻關(guān)注和研究納米材料可能給人類(lèi)帶來(lái)的負(fù)面危害性。目前,紡織領(lǐng)域與其他行業(yè)相比,對(duì)納米技術(shù)和納米材料的利用度較高,已經(jīng)可以開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)出各類(lèi)含有納米材料的功能性面料。而且,納米紡織品的市場(chǎng)份額也在逐漸地?cái)U(kuò)大。在納米技術(shù)和納米材料給紡織領(lǐng)域帶來(lái)新一次技術(shù)革命的同時(shí),是否會(huì)伴隨著一些負(fù)面影響,有待我們進(jìn)一步研究。
目前,商家和媒體對(duì)納米紡織品的開(kāi)發(fā)和報(bào)道可謂是一浪高過(guò)一浪,這為我們紡織領(lǐng)域充分利用納米技術(shù),開(kāi)發(fā)紡織用納米材料營(yíng)造良好的氛圍,利于更多的功能性、智能化新型紡織品面世的同時(shí),也讓我們擔(dān)心納米紡織品的服用安全性。雖有研究者已對(duì)納米微粒的使用安全性進(jìn)行了研究報(bào)道,檢測(cè)了某些納米材料的生物毒性和環(huán)境污染性。但是,這只是對(duì)單一納米材料的研究,還處于基礎(chǔ)研究階段。當(dāng)納米材料處理到織物上后,織物上原有的化學(xué)品是否會(huì)與納米材料發(fā)生反應(yīng)而降低織物的服用性,甚至產(chǎn)生對(duì)人體有害的新物質(zhì)呢?如果有反應(yīng),它們的反應(yīng)機(jī)理是什么,作用過(guò)程又如何?由于納米微粒的尺寸很小,是否會(huì)從織物上遷移到人體內(nèi)部。所有這些問(wèn)題,還有待于進(jìn)一步研究探討。(天津工業(yè)大學(xué))