Lentis/奈米技術與健康

奈米技術簡介

新興的奈米技術領域涉及在原子尺度上操縱物質。奈米技術研究的主要重點是奈米尺度上元素和分子的物理性質。由於量子力學效應在奈米尺度上起作用，奈米粒子有時比它們更大的對應物具有不同的性質。這些性質從簡單的顏色到導電性和反應性不等，可以被有效地利用。這些性質改變的原因之一是表面積與體積之比的增加。在塊狀材料中，表面上的原子數量通常被構成材料內部體積的原子數量所掩蓋。但是，一旦你進入奈米尺度，這種情況就不再成立了。這些性質使得奈米粒子在農業、食品包裝、醫藥、消費品、清潔水和武器等領域具有新穎的應用。

由於奈米技術是一個相對較新的領域，許多潛在的益處和風險尚未確定或完全探索。研究人員和專家正在努力瞭解奈米技術在醫療方面的應用以及日常消費產品中接觸奈米材料可能對人體健康和環境產生的影響。

奈米材料監管

食品和藥物管理局標誌

含有未經監管的奈米粒子的消費產品可能對人體健康和環境帶來新的危險。“公眾有權知道他們購買的產品是否含有奈米材料，以及美國食品和藥物管理局 (FDA) 是否制定了法規來確保含有奈米粒子的產品的安全性，”國際技術評估中心的政策主管傑迪·漢森在 2006 年 10 月表示。

2008 年 12 月，消費者聯盟（《消費者報告》的出版商）對五種防曬霜進行了測試，這些防曬霜的製造商聲稱這些產品不含奈米粒子。結果表明，五種防曬霜中的四種含有二氧化鈦和/或氧化鋅奈米粒子。對此，消費者聯盟向 FDA 提交了一封信，要求對“工程奈米粒子的使用（特別是化妝品、防曬霜和防曬霜中的使用）進行全面安全評估，並調查可能的執法行動，以確保對奈米粒子的存在或不存在進行準確的標識”。

2011 年 6 月，FDA 釋出了草案指南，介紹了該機構將如何識別FDA 監管產品中是否使用了納米材料。
三年後，FDA 釋出了另外三份指南檔案，分別涉及化妝品和食品中的奈米技術。次年，FDA 釋出了一份指南，用於監管動物食品中的奈米材料。對奈米技術的有效監管對於該行業的長期成功至關重要。目前，公眾對奈米技術的看法尚未明朗。公眾對奈米技術的瞭解不足，而且圍繞著奈米技術的監管存在很多不確定性。奈米技術的成功將取決於值得信賴的專家向公眾準確有效地傳達奈米技術的風險和益處，否則奈米技術可能會因為恐懼而被拒絕。

奈米粒子的應用

農業

奈米技術在農業領域的潛在益處非常廣泛：更有效和更環保的肥料、奈米感測器監測作物健康和土壤養分水平，以及更有效的方式來維持牲畜健康。這些創新可以使農業更安全、更高效、更有利可圖，以及更環保。

Agrospheres 是一家由弗吉尼亞大學畢業生最近創辦的初創公司，該公司正在研究使用奈米粒子來開發一種環保、安全的方式來施用和分解殺蟲劑。他們的技術為農民提供了一種更安全、更有利可圖的殺蟲劑施用方法。廣泛使用此類產品可以透過減少公眾接觸有毒殺蟲劑來提供健康益處。

有些人擔心農業奈米技術可能會產生類似於轉基因食品的汙名。人們認為，公眾將承擔大部分風險，而農民和食品加工商將從將奈米技術應用於農業中獲得大部分利益。有效的監管將決定奈米技術影響農業領域的程度。

食品包裝

奈米材料已被用於許多不同的包裝能力。奈米複合材料在瓶子中可以幫助減少二氧化碳洩漏並延長碳酸飲料的保質期。此外，嵌入在食品儲存箱中的銀奈米粒子可以透過殺死先前存放在箱中的任何食物中的細菌來最大程度地減少有害細菌。將來，塑膠包裝中的奈米感測器可以幫助透過檢測食物釋放出的氣體來確定食物何時變質，甚至可以改變包裝材料的顏色以指示變質。含有矽酸鹽奈米粒子的塑膠薄膜可以減少氧氣進入包裝和水分從包裝中洩漏，有助於保持食物更長時間的新鮮。

奈米粒子也可以以奈米感測器的形式用於包裝廠，幫助檢測細菌和其他汙染物。雖然這可以極大地降低受汙染食品到達雜貨店的可能性，但奈米粒子在工廠的應用也可能對工廠工人造成危害。2009年，七名中國工廠工人因呼吸道問題生病，兩人死亡，這可能是由奈米粒子在他們工作場所生產的材料中使用造成的。工人的球狀組織生長和變色的肺液中含有約 30 奈米大小的顆粒。目前尚不清楚奈米粒子是否完全是罪魁禍首，因為必須完成進一步的研究才能完全瞭解奈米材料對人體健康的影響。實驗室測試表明，奈米粒子會導致大鼠肺部損傷，儘管工廠工人的案例提供了一些最初的證據，表明吸入奈米粒子引起的呼吸道問題也可能發生在人類身上。這和其他類似的例子讓人聯想到石棉的案例，石棉是一種曾經在房屋和建築物中廣泛使用的纖維狀絕緣材料，後來被認為會導致呼吸道問題和間皮瘤。

奈米醫學

奈米醫學是一個新興領域，利用奈米技術用於醫療和生物目的。一個主要的研發重點是藥物遞送，它涉及操縱奈米粒子來包含和輸送藥物或其他物質到身體的特定區域。奈米粒子非常適合這項工作，因為它們固有的尺寸非常小，允許它們透過細胞膜在體內快速運輸藥物，以靶向特定區域，例如癌性生長或患病組織。

已經建立了一些結構來封閉更危險的藥物，例如用於化療的藥物。這些結構只有在到達目的地併發出訊號時才會開啟並釋放其內容物，從而釋放分子“閂鎖”。另一個正在研究的可能性是使用量子點，它們在暴露於紫外線下時會發光。當注入時，它們會滲透到癌性組織中，並且可以作為外科醫生的指南，以更準確地切除腫瘤。

奈米醫學的一個風險是某些輸送結構中使用有毒粒子，這可能會對身體造成長期的損害。一個具體的擔憂是奈米粒子能夠穿透血腦屏障，如果這些粒子隨著時間的推移在大腦組織中積聚，可能會產生嚴重的後果。作為回應，奈米毒理學領域應運而生，其目的是研究一些奈米級粒子的毒性特性及其對生物系統可能產生的影響。

消費產品

奈米產品被認為是透過某種形式的奈米技術增強的消費品。地球之友於2006年完成的研究表明，奈米粒子存在於個人護理產品中，例如防曬霜和化妝品。

某些品牌的防曬霜利用奈米級的氧化鋅和二氧化鈦，因為它們具有優越的散射紫外線的能力。雖然許多防曬霜是不透明的白色，但奈米粒子的使用使其在直接塗抹在皮膚上時變得透明。許多消費者發現這種特性更可取，因為他們不必處理非奈米防曬霜特有的白色殘留物。化妝品也出於各種原因使用奈米粒子，包括使用乳液在乳霜中包含維生素、保溼霜中的顆粒殺死細菌以及改善麵粉的質量。
研究表明，除非在幾天內反覆塗抹並長時間留在皮膚上，否則這些產品不會穿透皮膚的深層。即便如此，開放性傷口也可能讓奈米粒子直接進入血液，而氣溶膠和粉末會增加吸入的可能性。額外的危險包括這些特定奈米粒子能夠在暴露於某些刺激（如紫外線）時產生自由基甚至損傷 DNA。

水過濾

在2016年釋出的《全球風險報告》中，世界經濟論壇將水危機描繪為最重大的潛在全球威脅之一。缺乏清潔水源影響著超過十億人，每年造成近一百萬人死亡。奈米技術提供了一種可能的解決方案。奈米粒子正被用於製造價格合理、耐用且使用者友好的水過濾裝置。一個名為PureMadi的非營利組織建立了一種片劑，該片劑使用銀或銅奈米粒子對水進行消毒。雖然這種片劑不能過濾影響水色和味道的沉澱物，但它可以對水進行消毒，並且成本效益高、易於製造和使用方便，因此可以幫助許多人獲得安全用水。操縱石墨烯奈米粒子已被證明在水過濾方面具有巨大的優勢，特別是海水淡化。除了海水淡化之外，石墨烯基奈米材料還具有潛在的環境應用，可用於監測和去除汙染區域的汙染物。

奈米武器

包括美國、英國、俄羅斯、瑞典和印度在內的國家都在投資奈米技術在國防中的應用。在美國，士兵奈米技術研究所是美國陸軍、麻省理工學院和幾家私人公司的合作專案。他們研究和開發奈米技術，以提高士兵的防護和生存能力 。其他行業的當前研究可以被軍事化。奈米材料提供非凡的裝甲保護，奈米粒子可以用作比傳統炸彈更致命的奈米彈片，奈米感測器可以識別和防禦生物或化學武器 。一些預測的應用包括微型戰鬥機器人、微型聚變核武器以及奈米粒子攜帶的新型化學武器。

在 加沙戰爭 (2008-09) 期間，據稱以色列國防軍在其對巴勒斯坦武裝人員的襲擊中使用了 惰性金屬炸藥 (dime) 炸彈 。Dime 炸彈是一種炸彈，它封裝了鎢顆粒而不是傳統的金屬彈片。 。當它們爆炸時，顆粒會被超級加熱並燃燒穿過小半徑內的所有鄰近區域。這是該技術首次在戰爭中被聲稱使用，並引發了國際社會對奈米武器管制的討論，因為奈米顆粒的未知環境和物理後果。

目前，除了 武裝衝突法 之外，沒有關於戰爭衝突中奈米技術的明確規定，這是一項在第二次世界大戰後的 日內瓦公約 中制定的通用法律。1972 年和 1997 年的武器公約禁止在國際戰爭中使用生物武器和化學武器。據推測，未來幾年將需要一項關於奈米武器的公約。

社會介面

社會群體及其對奈米技術的看法

在過去的五十年中，許多不同的社會群體塑造了對奈米技術的感知和發展。 。奈米技術社會介面中的每一個參與者都處於現實與未來之間光譜的某處。他們對健康和醫學相關問題的獨特觀點對於這個新興領域的安全的進步至關重要。

1959 年，粒子物理學家 理查德·費曼發表了關於單個原子直接操縱的演講，其中指出，“在 2000 年，當他們回顧這個時代時，他們會想知道為什麼直到 1960 年才有人開始認真地朝著這個方向前進。” 。在演講中，費曼表達了對奈米技術的工程潛力的驚奇，這種驚奇與其他物理學家和科學家所共有的。這一點從他考慮的眾多奈米技術應用中可以明顯看出，這些應用都沒有提到潛在的健康問題。如今，國家奈米技術倡議 (NNI) 成為所有聯邦機構進行奈米技術研究的中心。該組織在其目標清單中，將奈米技術在商業和公共利益方面的進步排在首位，而對支援負責任地發展奈米技術的提及則少之又少。 。

被認為更加未來化的群體也影響了對奈米技術的感知。正如 1993 年所述，科幻小說作家 維諾·文奇認為，“在三十年內，我們將擁有創造超人智慧的技術手段。不久之後，人類時代將結束。” 。在撰寫這篇文章時，文奇表達了對奈米技術有爭議的社會影響的興趣。未來派團體的想法非常有影響力，因為他們將不總是基於科學的想法傳播給更廣泛的受眾。這些未來派的想法甚至幫助發展了 超人類主義，這是一種國際文化運動，它讓追隨者對最終的永生抱有希望。其他宗教團體則不那麼抱有希望，因為他們認為奈米技術有可能“以不道德或危險的方式重新定義人類本質”。 。 ETC 集團也承認奈米技術的深遠社會和環境風險，並認為應該暫停涉及分子自組裝和自複製的研究。 。這些擔憂對於未來奈米技術的安全性至關重要；然而，今天關於奈米技術的更多相關健康問題。

最近，一些新的聯邦資助群體出現了，他們對奈米技術的倫理學感興趣，特別是加州大學聖塔芭芭拉分校的奈米技術與社會中心和亞利桑那州立大學的奈米技術與社會中心。這導致了一種名為奈米倫理學的新社會科學的興起。這些組織研究奈米技術對世界的社會和倫理影響。奈米倫理學家研究這種新興技術對包括經濟、環境、醫學和隱私在內的各個領域的影響。
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隱私

隨著奈米技術不斷出現和發展，圍繞科學的社會問題變得更加突出。由於該技術具有極其微小和隱蔽的特點，奈米技術可以消除公民仍然憲法賦予的任何程度的隱私。 。

經濟

從經濟角度來看，奈米技術具有多方面的影響。奈米技術的先進性也帶有價格標籤。研究和開發非常昂貴，這導致一些專家質疑該技術是否將在經濟上對所有階級和所有國家都可用。這個問題導致了“奈米鴻溝”理論的發展。“奈米鴻溝”理論指出，奈米技術將加劇富裕國家和發展中國家之間的經濟差距。預計該行業在未來十年將價值 10 億美元。奈米技術可能導致廣泛的行業破壞。奈米技術的擬議用途，如分子製造，有可能徹底消滅整個就業部門甚至整個行業，並可能消除全球貿易的必要性。 。

醫學

奈米技術在預防醫學和再生醫學領域具有極其有希望的應用，但與奈米技術開發相關的鉅額價格標籤也延伸到醫療領域。如果該技術和應用無法提供給所有需要的人，無論其經濟狀況如何，該技術的益處都是無用的。 。

除了經濟限制之外，奈米技術在醫學中的應用可能並非完全安全。人們對用於藥物輸送和成像的奈米材料的毒性知之甚少。這些材料有可能導致嚴重的健康併發症。此外，奈米材料的生產尚未得到充分研究，科學家們還無法安全地斷言奈米技術的產生不會以對人類有害的方式對環境造成負面影響。 。

結論

奈米技術仍然是一個新興的、相對未知的領域，它有可能徹底改善人類生活的許多領域。然而，這項技術的許多方面尚未得到研究，其對從人類健康到環境的一切事物的影響仍然是一個謎。預防原則指出，“當人類活動可能導致科學上合理但尚不確定的道德上不可接受的傷害時，應採取行動避免或減少這種傷害”。倫理學家在出現新技術時經常援引預防原則，最近奈米倫理學家呼籲在追求奈米技術發展時使用該原則，他們敦促在不確定性情況下采取謹慎措施或謹慎對待。與石棉的情況類似，這項技術的某些不利影響可能需要數年時間才會顯現出來。因此，我們必須謹慎行事，並在允許廣泛使用之前進行充分的研究。 。