如今，纳米技术、纳米材料的应用研究如火如荼，纳米材料所具有的优越性能为当前的物质世界增添新的光彩，为人类发展奠定新的发展平台。有人预测，21世纪的技术革命将从纳米技术开始，也正因如此，无论发达国家还是发展中国家，为在未来科技领域占有一席之地，为把握新世纪发展技术，都不遗余力地开展纳米领域的研究工作。近十几年来，我国在纳米技术领域取得了很多成果，纳米技术也涉及到纺织品、个人防护用品、家庭生活用品等方面。但是，历史的经验早已证实，科学技术在造福人类的同时，也可能会给人类带来危害。在2004年11月30日至12月2日期间召开的第243次香山科学会议中，把"纳米尺度物质的生物效应（即纳米安全性）"作为此次会议的主题，来自纳米科学、生物、化学、医学、物理、环境等多个领域的40多名专家一致呼吁加强纳米材料和纳米技术的生物环境安全性研究。会议执行主席、著名纳米科学专家白春礼院士在大会主题报告中指出："任何技术都是有两面性的，纳米技术也可能同样是把双刃剑。我们要做的是，在发展纳米技术的同时，同步开展其安全性研究，使纳米技术有可能成为人类第一个在其可能产生负效应之前，就已经过认真研究，引起广泛重视，并最终能安全造福人类的新技术"。此外，美国Rice大学生物和环境纳米技术中心（CBEN）主任Vicki Colvin认为：纳米材料微小，有可能进入人体中那些大颗粒所不能到达的区域，如健康细胞。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非常缺乏。美国环境保护机构（US出境environmental protection agency）已确认了一些关于纳米颗粒安全性评价的课题[2]，例如：①人造纳米颗粒的毒理学;②使用已知颗粒和纤维的毒理数据外推人造纳米颗粒毒性的可能性;③人造纳米颗粒对环境和生物的传送、持续和转化等影响。
英国政府已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。2004年7月29日美国的《科学此刻》杂志及2004年8月4日《自然》杂志分别介绍了该研究小组的报告，对纳米材料的使用安全性发出预警。报告指出，游离的纳米颗粒和纳米管可能会穿透细胞，有损人体健康。该研究小组还建议英国政府设立一个研究中心，专门研究纳米颗粒对环境和人类健康的影响。美国和欧盟正在考虑规范纳米材料和纳米科技产品。
因此，在发展的同时我们应该时刻保持清醒的认识，理智而全面综合地研究与开发纳米技术。如此，才能发挥科学技术的巨大潜能，才能使科技更加有效地为人类服务。
1 纳米材料
纳米材料是指由纳米结构单元构成的任何类型的材料，其颗粒尺寸一般介于0.1nm到1OOnm之间。纳米材料具有一般材料所没有的特殊性能[3]:
（1）体积效应，又称小尺寸效应。当纳米粒子的尺寸与传导电子的波长及超导态的相干波长等物理尺寸相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏。熔点、磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化性等与普通粒子相比都有很大变化。
（2）表面效应。是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。纳米晶粒尺寸的减小结果导致其表面积、表面能及表面结合能的增大，并具有不饱和性质，表现出很高的化学活性。
（3）量子尺寸效应。微粒尺寸下降到一定值时，费密能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级，纳米材料中处于离散的量子化能级中的电子波动性使纳米材料具有一系列特殊性质，如特异性催化，强氧化性和还原性。
（4）宏观量子隧道效应。微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。磁化的纳米粒子具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，即宏观量子隧道效应。
（5）化学反应性质。纳米材料表面原子数多，吸附能力强，表面反应活性高。
（6）催化性质。纳米粒子晶粒体积小，比表面积大，表面活性中心多，其催化活性和选择性大大高于传统催化剂。而且，纳米催化剂没有孔隙，可避免使用常规催化剂时，反应物向孔隙扩散的影响。在使用纳米催化剂时，不必将其附着在惰性载体上，可以直接放入液相反应体系中。
（7）光学性质。纳米晶粒吸光能力强。
（8）其他性质。纳米材料具有硬度高、可塑性强、高比热和热膨胀、高导电率、高扩散性、烧结温度低、烧结收缩比大等性质。以上性质为其广泛应用奠定了基础。
目前，纳米技术和纳米材料在许多行业都有广泛深入的应用，如医学、环保、纺织、生物和电子等多个领域。而且，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足够的积累和长足的发展。纺织行业中常用的纳米材料有：纳米TiO2、ZnO、SiO2，Fe2O3，、Al203、Cr2O3、纳米云母等[4]。通过一定的染整加工技术，将上述纳米材料处理到织物上后，可以赋予织物一定功能，如抗静电、防紫外线、抗电磁波辐射、抗菌除臭和防水防污等优良性能。然而，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。但是，我们应该主动积极地去探讨和研究。
2 国内外纳米材料的安全性研究现状
纳米材料的安全性问题日趋得到世界各国的高度重视。各国的高级研究机构和专家都在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、物力去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可能造成危害性的研究，重点研究的五个问题是：皮肤对纳米材料的吸附和对皮肤的毒性；同其他水源污染物相比，纳米颗粒进入饮用水后，是否有毒，如何起毒化作用；纳米颗粒对操作者肺部组织影响的研究；海洋或淡水水域中纳米颗粒沉淀物对环境的影响；以及在什么条件下，纳米颗粒可能吸收和释放环境污染物。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[5]。据《自然》杂志报道，纳米颗粒可以通过呼吸系统、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，白由度大，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。
在2004年的美国化学学会年会上，有三个研究小组分别报道了纳米材料具有特殊的毒性。休斯顿的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。杜邦公司的一个研究小组也发现了类似的结果。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l5min，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[6]：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被收人体内，但纳米TiO2粒子可以通过皮肤被吸入桑蚕体内，并导致实验中的全部桑蚕死亡。这说明本身无毒、无味的纳米TiO2粒子经皮肤进入桑蚕体内后，具有毒负作用。可是，纳米TiO2粒子的具体毒负作用机理，还未见相应的研究报道。青岛大学马建伟等人[7]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对琢鼠红细胞膜造成了较大的破坏，使得红细胞的溶血脆性明显增加，这说明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领域相比，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，有待我们去进一步研究。
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，这当然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了良好的氛围，以利于更多的功能性、智能化的新型纺织品面世。但如今让我们担心的是，对纳米纺织品的服用安全性研究很少。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使用性，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，还有待于去研究探讨。
3 结语
纳米技术的应用和纳米材料的开发是我们的共同目标。同时，对纳米技术和纳米材料的使用安全性研究，也是我们的共同责任。这里需要指明的是，对其可能带来的危害性研究，并不会妨碍纳米技术的向前发展。其研究目的更是为了更好地促进纳米技术的应用和纳米材料的开发。使得纳米技术呈良性发展态势，充分造福人类! |
