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一些電子沉積形成且纏結在一起直徑約為100納米Au納米線(xiàn)，紅色部分為1.5微米的Si納米顆粒和Au納米晶體 圖片來(lái)源：美國Sandia國家實(shí)驗室
新冠大流行還在全球大部分國家繼續著(zhù)，而造成此次疫情的罪魁禍首是我們肉眼無(wú)法看到的病毒。明槍易躲，暗“箭”難防。正是這些肉眼不可見(jiàn)的病毒、細菌還有遍布全球的微塑料給人類(lèi)健康造成了各種威脅?，F在，又一個(gè)肉眼看不見(jiàn)的健康威脅可能已經(jīng)出現了，它就潛伏在我們的日常用品和食品中。
近日，發(fā)表在《Nature Communications（自然通訊）》上的一項研究中，來(lái)自荷蘭萊頓大學(xué)領(lǐng)導的國際研究團隊發(fā)現，我們的日用消費品，如手機、化妝品、衣服可能都填充了納米材料，由于其體積小到極致，很難進(jìn)行控制，這著(zhù)實(shí)令人擔憂(yōu)；而且，因為納米材料很難測量，從而很容易進(jìn)入到我們的食物鏈。
納米材料，泛指三維尺度至少有一維處于納米量級（1-100納米）的材料。一根頭發(fā)的直徑大約是6-8萬(wàn)納米。
由于在尺度上極致減小，恰恰賦予了納米材料很多特殊的性質(zhì)；也正因此，這些新材料帶來(lái)了一場(chǎng)技術(shù)革命。
如今，納米技術(shù)已應用到諸多領(lǐng)域，并持續改變著(zhù)人們的生活?；诩{米材料的創(chuàng )新技術(shù)可以有助于疾病治療，還可以制造出比鋼鐵強度高100倍的產(chǎn)品、續航比以前長(cháng)10倍的電池、比舊太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生能量高兩倍的太陽(yáng)能電池板、新型護膚品，以及自動(dòng)清潔的汽車(chē)和織物等。
納米技術(shù)推動(dòng)著(zhù)全球納米材料市場(chǎng)的日益繁榮，據估計，全球納米材料產(chǎn)品已達1100萬(wàn)噸。然而，這么大的產(chǎn)量和如此廣泛的用途，對環(huán)境和人類(lèi)健康會(huì )不會(huì )造成影響呢？
早在2014年，國際癌癥研究機構（IARC）就將一種名為“MWCNT-7”的多壁碳納米管歸入“可能對人類(lèi)致癌”（2B組）的物質(zhì)。
隨后，發(fā)表在柳葉刀子刊《EBioMedicine》上的一項研究中，法國的研究團隊首次在兒童肺部發(fā)現了碳納米管材料。他們分析了64個(gè)哮喘患兒氣管體液樣本，都發(fā)現了這種物質(zhì)；而在另外5名兒童肺部的巨噬細胞中，也發(fā)現了碳納米管。
根據嚙齒動(dòng)物實(shí)驗，MWCNT-7的引入會(huì )引起腹膜間皮瘤，將碳納米管注入雌性大鼠，會(huì )促進(jìn)支氣管肺泡腺瘤和腫瘤形成。根據IARC的研究，體內和體外的遺傳毒性對碳納米管均呈陽(yáng)性；同樣將碳納米管引入到大鼠和小鼠中，都觀(guān)察到了持久的肺炎癥狀（見(jiàn)下圖）。多篇研究報道也已進(jìn)一步證實(shí)碳納米管的致癌性。
此外，碳納米管也符合生殖毒性條件。研究發(fā)現，通過(guò)靜脈注射碳納米管到孕期小鼠體內，會(huì )增加小鼠胚胎的致死和致畸率。雌性小鼠如果暴露在碳納米管環(huán)境中，早期流產(chǎn)和胎兒畸形的比例也較高。
在持久性方面，碳納米管在水中半衰期超過(guò)60天，在土壤中更是可以保持超過(guò)180天。
基于多項研究，2019年11月，國際化學(xué)秘書(shū)處（ChemSec）更新了SIN（需要及時(shí)被替代的材料）清單，將碳納米管（CNT）列入其中。
然而，很多學(xué)者仍然認為碳納米管致癌的證據不足或影響有限。
在這項新研究中，研究人員開(kāi)發(fā)了一種在血液和組織中發(fā)現并追蹤納米材料的方法，對生物體中存在的納米材料進(jìn)行表征，并對整個(gè)水生食物鏈進(jìn)行量化，從而揭示了納米材料進(jìn)入生物體后會(huì )發(fā)生什么以及潛在威脅。
他們追蹤了一條從微生物到魚(yú)類(lèi)的水生食物鏈上的Au納米粒子。魚(yú)類(lèi)是許多國家的主要食物來(lái)源。研究人員發(fā)現，Au納米粒子一旦進(jìn)入生物體內，可以改變其形狀和大小以控制附著(zhù)在藻類(lèi)上的納米粒子數量；在水蚤的腸道中存在成團以及溶解的Au納米粒子，并在魚(yú)組織（腸、肝、鰓和腦）中也發(fā)現了依賴(lài)于大小和形狀的納米粒子，而且大多數幾乎都在魚(yú)腦中。
這些發(fā)現強調了Au納米粒子的物理化學(xué)性質(zhì)在其生物轉化中的重要性。研究人員希望這項研究為預防納米材料帶來(lái)的威脅提供新的可能性。
該研究通訊作者、萊頓大學(xué)環(huán)境科學(xué)研究所的Fazel Monikh博士說(shuō)：“我們發(fā)現納米材料與微生物有很強的結合力，而微生物是其他生物的食物來(lái)源，這正是它們進(jìn)入我們食物鏈的途徑。”
研究人員認為，我們對納米材料日益增長(cháng)的依賴(lài)也使它們成為消費品，這可能使它們對人類(lèi)健康造成問(wèn)題。
Monikh博士補充說(shuō)：“可能你已經(jīng)在食物、衣服、化妝品等產(chǎn)品中使用到了納米材料，但你卻不一定能在配料表中看到任何提及它們的內容。為什么？因為它們太小了，很難監管，一旦進(jìn)入產(chǎn)品中，我們就無(wú)法用標準方法來(lái)測量它們。但人們有權知道自己在使用什么。目前這已是一個(gè)全球性的問(wèn)題，需要一個(gè)全球性的解決方案。”
關(guān)于納米材料仍然有許多問(wèn)題需要回答。它們對我們和環(huán)境安全嗎？在我們用完它們之后，它們會(huì )到哪里去呢？應該如何評估它們的潛在風(fēng)險？
根據該團隊的說(shuō)法，生物體內納米材料的數量不能僅僅用其質(zhì)量來(lái)衡量，測量質(zhì)量是衛生法規中衡量其他化學(xué)物質(zhì)的標準方法。這項研究結果強調了在納米材料大量應用于消費品之前評估其風(fēng)險的重要性。
更好地了解納米材料及其風(fēng)險，有助于政策制定者對納米材料的使用和在產(chǎn)品成分清單中提及納米材料的方式制定更嚴格的規定。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21164-w
https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2015.10.012
https://www.nature.com/articles/s41565-019-0613-9
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