如今,纳米材料的应用研究如火如荼,其优越性能为当前的物质世界增添了新的光彩。近年来,我国在纳米技术领域取得了很多成果,包括纺织品等方面。但是,历史经验说明,科技在造福人类的同时,也可能会带来危害。美国Rice大学生物和环境纳米技术中心主任VickiColvin认为,纳米材料有可能进入人体的健康细胞。此外,关于纳米颗粒对环境和人类健康安全性的研究和相关信息也非常缺乏。英国政府委托英国皇家学会和英国皇家工程学院组成调查小组,调查纳米技术的安全性。该研究小组指出,游离的纳米颗粒和纳米管可能会穿透细胞,有损人体健康,并建议英国政府针对纳米颗粒对环境和人类健康的影响设立研究中心。美国和欧盟也正在考虑规范纳米材料和纳米科技产品。
应用热遭遇安全质疑
目前,纳米技术和纳米材料广泛深入地应用于纺织的多个领域。科研工作者还在不断地研究扩大纳米技术的应用范围。在纺织领域中,纳米技术的应用已有长足的发展。纺织行业中常用的纳米材料有纳米TiO2、纳米云母等。通过一定的染整加工技术,上述纳米材料被处理到织物上后,可以赋予织物抗静电、抗电磁波辐射、防水防污等优良性能。而在纳米材料赋予纺织品功能化的同时,是否存在着使用安全隐患,目前还未见相关的专题报道。
纳米材料的安全性问题日趋得到世界各国的高度重视。各国高级研究机构和专家纷纷呼吁和关注纳米材料的安全性问题,政府也积极地投入了人力、物力进行这方面的研究工作。但具体的研究进展和研究成果,公开的专业文献报道较少。
美国已开展了关于纳米材料对环境和人类可能造成危害性的研究,重点研究皮肤对纳米材料的吸附和纳米材料对皮肤的毒性、纳米颗粒对操作者肺部组织的影响等共5方面的问题。国外,曾有研究人员对碳纳米管、纳米聚四氟乙烯和碳颗粒的生理毒性进行了实验,结果表明,长期吸入上述纳米微粒后,在肺部会发生沉积,对健康极其不利。据《自然》杂志报道,纳米颗粒可通过呼吸系统、皮肤接触、食用、注射等途径,进入人体组织内部。纳米颗粒进入人体后,由于其体积小,自由度大,反应活性高等特性,几乎不受任何阻碍就可以进入细胞,与体内细胞发生反应,引起发炎、病变等症状。同时,纳米颗粒也可能进入人的神经系统,影响大脑,导致更严重的疾病发生。纳米颗粒长期停留在人体内,同样会引发病变,如停留在肺部的石棉纤维会导致肺部纤维化。
毒性实验引起冷思考
在2004年的美国化学学会年会上,有研究小组报道了纳米材料具有特殊的毒性。美国宇航局太空中心小组的研究发现,向小鼠的肺部喷洒含有碳纳米管的溶液,碳纳米管会进入小鼠肺泡,并形成肉芽瘤。纽约州罗切斯特大学的一个研究小组让大鼠在含有纳米聚四氟乙烯颗粒的空气中生活15分钟,就会导致大多数老鼠在4个小时内死亡。该研究小组还发现用碳13和锰制作的纳米颗粒能够进入大鼠的嗅球,并迁移到大脑。
国内曾有人研究过桑蚕皮肤对纳米TiO2的吸收情况,实验结果发现:经过石蜡包衣的纳米TiO2粒子和非纳米级普通TiO2粉末不能经桑蚕皮肤吸入体内,但纳米TiO2粒子可以通
过皮肤吸入桑蚕体内,并导致桑蚕死亡。这说明本身无毒的纳米TiO2粒子经皮肤进入桑蚕体内后,具有毒副作用。但其具体毒副作用机理,未见报道。青岛大学马建伟等人通过对豚鼠静脉注射稀土纳米材料试验后发现,实验中所用的稀土纳米材料具有一定的细胞毒性。
尽管作为专题去研究纳米材料安全性问题的研究者较少,但我们在广泛应用纳米技术,享受纳米材料给人类带来正面效应的同时,要时刻关注和研究纳米材料可能给人类带来的负面危害性。目前,纺织领域与其他行业相比,对纳米技术和纳米材料的利用度较高,已经可以开发和生产出各类含有纳米材料的功能性面料。而且,纳米纺织品的市场份额也在逐渐地扩大。在纳米技术和纳米材料给纺织领域带来新一次技术革命的同时,是否会伴随着一些负面影响,有待我们进一步研究。
目前,商家和媒体对纳米纺织品的开发和报道可谓是一浪高过一浪,这为我们纺织领域充分利用纳米技术,开发纺织用纳米材料营造良好的氛围,利于更多的功能性、智能化新型纺织品面世的同时,也让我们担心纳米纺织品的服用安全性。虽有研究者已对纳米微粒的使用安全性进行了研究报道,检测了某些纳米材料的生物毒性和环境污染性。但是,这只是对单一纳米材料的研究,还处于基础研究阶段。当纳米材料处理到织物上后,织物上原有的化学品是否会与纳米材料发生反应而降低织物的服用性,甚至产生对人体有害的新物质呢?如果有反应,它们的反应机理是什么,作用过程又如何?由于纳米微粒的尺寸很小,是否会从织物上迁移到人体内部。所有这些问题,还有待于进一步研究探讨。(天津工业大学)