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《科学》:谁来消除对纳米技术的恐惧?2004/06/23
    导读:美国《科学》杂志今日发表文章指出,我们对分子级设备的未来有很多憧憬,希望它们能进入我们体内,发现并摧毁癌细胞,修复有了病变的心脏瓣膜。现在,我们可以忘掉这些憧憬了,因为现实情况是,纳米技术已经来到我们身边。但是在开始享受纳米技术带来的创新的同时,我们也不得不面对它可能造成的威胁。

  英特尔和其它电脑芯片公司每年要出售价值数百亿美元的芯片,这些芯片上布满了小至纳米级的电子电路。另外,电脑硬盘、基于发光二极管的交通信号灯、CD播放机和低摩擦涂层还要占去数十亿美元的销售额。

  因此,在3月份美国加州阿纳海姆(Anaheim)召开的美国化学学会(American Chemical Society)会议上,几乎可以很自然地听到异口同声的抱怨声。当时,德克萨斯州达拉斯南方卫理公会大学的毒理学家爱娃-奥伯多斯特(Eva Oberdoerster)告诉纳米技术研究人员说,掺有被称为“巴基球”(buckyball)的全碳纳米粒子的水,可以破坏鱼大脑中的细胞膜。

  这一说法被全球各地的报纸登了出来。研究人员和政策制定者感到很头痛,认为这种报道不但对公众正确认识大多数纳米技术(包括大多数与巴基球毫无关系的应用技术)无益,而且会像玷污早先夭折的一些革命性技术(如农业生物技术和核电)那样玷污纳米科学。

  纳米技术还未达到如此声名狼藉的地步。但在全球公众的心目中,这一领域目前正处在关键的十字路口。“纳米技术正在成长,”德州休斯敦赖斯大学的纳米技术研究员维基-科尔文(Vicki Colvin)说。

  纳米科学的兴旺源于人们认识到,把一些材料从大块状态分割为极小的原子簇时,其特性会出现急剧变化。例如金子,它在大块状态时是惰性物质,但在纳米层级就具有高度活性,很可能成为一种较有价值的催化剂。某些材料的电学、光学、热学及其他属性可能会出现类似变化。

  白宫科技政策办公室主管约翰-马伯格(John Marburger)表示,千变万化的自然界,加上用来研究小层级物质的新工具不断涌现,科学家们所能提出问题的种类已大大改变。“想象、利用并显示所有处于原子水平物质的能力,有可能影响到我们周围世界人类的方方面面。”

  仅仅五年的时间,纳米技术就从一种只有很少数物理学家和化学家研究的专业技术,迅速发展为一项全球性的科学与产业活动。在全球范围内,政府对纳米研究的资助已翻了7倍,从1997年不到5亿美元增长到2004年的35亿美元以上。

  《Small Times》是一本在美国出版的纳米技术产业杂志。该杂志今年的三/四月一期指出,纳米领域的风险投资已从1997年的几乎为零升至2003年的3亿美元,占美国所有风险投资的5%以上。已经开展纳米研究的大公司包括通用电器、朗讯、飞利浦、松下、英特尔、AMD和默克(Merck)。

  美林(Merrill Lynch)公司于今年4月推出了纳米技术指数,用于跟踪这个新兴产业的股票表现。戴维-雷耶斯基(David Rejeski)在华盛顿伍德罗威尔逊国际学者中心(Woodrow Wilson International Center for Scholars)负责展望和治理项目(Foresight and Governance Project)。据他说,已经有130种基于纳米技术的产品投入美国市场。而根据美国政府估计,到2012年,纳米技术的经济规模将达1万亿美元。

  这已导致一些人开始担忧,认为该领域可能会出现意想不到的后果,而正是这种后果曾使转基因食品和其他工业与技术革命的推出蒙上了阴影。不过他们谈论的并不是在遥远的未来,只有斑点大小、却能自我复制的机器人是如何吞噬地球的“灰色粘质”情景。赖斯大学的纳米学家理查德-斯莫利(Richard Smalley)表示,制造这种东西“就算不是不可能,也会很难”。大多数纳米学家都赞同他的观点。

  他们表示,一个更有可能的威胁是,从表面涂层或其他产品上释放出的纳米粒子将造成一种新的化学污染。“我们对(纳米材料)对健康和环境的影响知之甚少,而且我们对它们之间的协同影响也几乎一无所知,”雷耶斯基说道。

  在过去几年中,大约有十几篇毒理学报告已经指出,纳米粒子对从细菌到哺乳动物的所有生物都会构成独特的威胁。各种纳米材料究竟如何对细胞造成伤害,以及这种伤害对更高级的生命体可能意味着什么,这些都还在研究之中。

  “这些都是非常初始的数据,”华盛顿国家纳米技术协调办公室主任克莱顿-蒂格(Clayton Teague)说。由于现在能接触到的经特别设计的纳米粒子非常少,因此“很难对可能的风险得出结论”。其他多数观察家也认为,现在开始对纳米粒子进行管制还为时过早。但有一些观察家表示,他们的担忧正在加重。

  美国国家纳米技术计划(NNI)负责人米哈依尔-洛可(Mihail Roco)认为,在和新的纳米材料打交道时,应该采取谨慎的态度。在美国,国家纳米技术计划、环境保护署(EPA)、国家科学基金会(NSF)以及其他国家项目,正在资助纳米材料对环境影响的研究。一些观察家对此并不满意,他们声称,应把更多的纳米技术资金投入到毒理学研究中去。

  尽管如此,蒂格博士表示,科学家的研究并不是从零开始。“对极微小(粒子)毒理学的研究范围很广”,他说。这包括对电厂排放的炭黑、电焊烟尘、柴油机排放物、油漆颜料和复印机中以碳黑为主的色粉等进行广泛的研究。

  目前,监管部门根据新复合物的化学成分来评估其安全性。但当纳米材料的体积发生变化时,即使其成分保持不变,其属性也常常会改变。科尔文女士说,甚至连决定怎样测定纳米粒子的毒性也还不明确。监管者应当考察1纳米、还是10纳米、或是50纳米的粒子呢?他们是否应该观察所有这三种粒子,以及介于它们之间的一切粒子?

  在纳米领域大举投资的企业也在忙着确定纳米材料的安全性。杜邦公司(DuPont)正为纳米材料的毒理研究工作提供资助,其它公司也在支持赖斯等大学的研究工作。“(企业)必须确保纳米火车不出轨,因为这关乎它们的既得利益。它们最不希望发生的事,就是在投下巨资后却被纳米回过头来反咬一口,”雷耶斯基先生说。

  在这些努力的背后,有一个幽灵正在显现,即新一代的环境清理站点,或者更糟的是,公众信心正急转直下。当年,正是同样的信心下降给农业生物科技和核电工业带来了毁灭性后果。

  ETC集团(原RAFI)执行董事帕特-穆尼(Pat Mooney)同意这种看法。ETC集团曾带头反对农业生物科技。或许有一天,基于纳米技术的新奇科技会大大降低利用太阳能发电、净化水质、并清除过去环境污染的成本,但研究人员必须小心谨慎。“如果人们对纳米科技太过厌烦,使其一开始就误入歧途,那就会出问题。科学家们要走对路子,这点非常重要。

  美国国家科学基金会国际科学和工程办公室的高级顾问朱莉娅-摩尔(Julia Moore)说,企业应当预先让消费者知道,哪些产品含有纳米材料。

  美国众议院科学委员会办公室主任戴维-戈德斯顿(David Goldston)说,科学家不应将公众的担心视为一种无知或杞人忧天,“科学家给出的信息应当是一种保证和承诺,而不是用花言巧语般的反唇相讥来打击消费者的担心。”

  洛可博士补充说,最后一点,美国国家纳米技术计划必须继续支持有关纳米科技对环境和其他方面影响的研究,并把研究结果向世人广泛公布。“如果你不提供信息,人们就会觉得有什么地方不对了,”他说。

  或许,这种感觉最终可能成为令纳米技术这辆火车出轨的力量。

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