纳米材料 生物毒性 1113

图片说明：量子点从消化系统向生殖系统迁移积累并导致生殖障碍和子代毒性。短期暴露 量子点从消化道向生殖系统迁移但不进入卵内；长期暴露后量子点大量积累于生殖系统并 Page 12 产生坏卵、死卵。模式图显示了量子点材料从消化系统向生殖系统迁移的过程。
纳米材料的生物毒性
2012年4月13-16日在四川大学举办的中国化学会第二十八届学术年会环境化学分会上， 北京航空航天大学副教授范文宏，江苏大学杜道林、薛永来，以及中科院生态环境研究中 心的专家，都报告了有关纳米材料的毒性研究成果。 北京航空航天大学副教授范文宏做了关于“不同表面改性二氧化钛与铜在大型水蚤 体内的生物积累和生物毒性”的研究。前日，范文宏接受成都商报记者采访时表示，她的 研究显示，即使本身毒性不显著的纳米材料，也可以使重金属在生物体内的毒性大大增强。 在范文宏的实验中，她把铜对大型水蚤的生物毒性，以及纳米二氧化钛和铜同时 存在时对大型水蚤的生物毒性分别做了研究。结果发现，纳米二氧化钛和铜同时存在时， 对大型水蚤的毒性有明显增强，纳米二氧化钛确实增加了大型水蚤对铜的毒性效应。 范文宏表示，纳米材料虽然现在已大量使用，但是还没有产生明显环境污染，估 计短期也看不到其污染危害。目前对其环境影响的研究，“是前瞻性的研究，算是未雨 绸缪。”
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国家纳米科学中心在纳米材料生物效应研究方面取得新进展
近日，国家纳米科学中心中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室陈春英研究组与 纳米材料研究室唐智勇研究组合作，在以秀丽线虫为模型研究纳米材料生物效应方面取得 重要进展，研究结果发表在美国化学会的Nano Letters 杂志上（2011, 11: 3174-3183）。 纳米材料与生命体系相互作用及其健康效应问题，是纳米科技领域的重要前沿科学问题。
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纳米材料的环境行为
图中黑圆点代表纳米材料, 数字代表其各种环境过程. 1, 大气与 地表间的交换; 2, 大气输送; 3, 土壤中迁移扩散/渗透; 4, 土壤中 转化; 5, 陆生生物吸收富集; 6, 地下水中迁移/转化; 7, 地表径流; 8, 水体与土壤间交换; 9, 水中分散与悬浮; 10, 水中团聚与沉淀; 11, 水体中转化; 12, 水生生物吸收富集; 13, 人体暴露
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纳米材料对人体的危害
纳米材料为何会对人体造成影响呢？当一种物质缩小到纳米尺度后，它 的性质就会发生显著变化。实验表明，2毫克二氧化硅溶液注入小白鼠后不 会致其死亡，但若换成0.5毫克纳米二氧化硅，小白鼠就会立即毙命。而且， 纳米材料不易降解，穿透性强，人一旦吸入纳米颗粒，其健康就会受到潜在 的威胁。
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纳米材料进入环境的途径
人 工合 成 的纳 米 材料 进 入环 境 主要 有 以下 几种情 况 ： 1 ) 纳 米材 料 的大 规 模 工 业 生产 、 运 输 和 处理过 程 中产 生 纳 米 颗 粒 物进 入 环 境 ； 2 ) 个 人 用 品 ，如 化 妆 品 、 防 晒 品 、 纺 织 品等 掺 杂纳 米 尺 度 物 质 ，在洗 脱 过 程 中进 入 环 境 ； 3 )广 泛 应 用 于 微 电子 机械 、 轮胎 、 燃 料 、 纤 维 、 化 工 染 料 和 涂料 等 许 多 产 品中 的纳 米 尺度 物 质 ， 可 能 随产 品 的使 用 、 分 解 而 释放 或 流 入 、渗 入 到 大 气 、水 体 和 土 壤 中． 研 究 表 明 ，纳 米 材料 可 以 通过 土壤 以极 快 的速 度 转 移 至水 相 中 ( L e c o a n e t e t a 1 ． ， 2 0 0 4 ) ， 一 旦 进 入 水 体 ， 由于食 物 链 的 原 因 ， 纳 米 颗 粒 物会 对水 体 生 态 环 境 、动 植 物 造 成 很大的影响．
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纳米材料分类
纳米膜材料:颗粒膜材 料是指将颗粒嵌于薄 膜中所生成的复合薄 膜
纳米磁性液体材料磁 性液体是由超细微粒 包覆一层长键的有机 表面活性剂，高度弥 散于一定基液中，而 构成稳定的具有磁性 的液体。
纳米颗粒型材料：应用 时直接使用纳米颗粒的 形态称为纳米颗粒型材 料。 纳米固体材料纳米固体 材料通常指由尺寸小于 15纳米的超微颗粒在高 压力下压制成型，或再 经一定热处理工序后所 生成的致密型固体材料。
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纳米材料的制备与合成
制备纳米颗粒的方法包括物理气相沉积（PVD）、 化学气相沉积（CVD）、微波等离子体、低压火焰燃 烧、电化学沉积、溶胶一凝胶过程、溶液的热分解和 沉淀等，其中，PVD法以“惰性气体冷凝法”最具代 表性。
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纳米材料的特殊性质
纳米材料特性
特殊的光学性质
金属超微颗粒对光的反射率很低， 通常可低于l％，大约几微米 的厚度就能完全消光。红外敏感元 件、红外隐身技术
目录
什么是纳米材料？ 纳米材料对环境有什么危害？
纳米材料生物毒性实验研究新进展 纳米材料毒性如何解？
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纳米材料的定义
纳米级结构材料简称为纳米材料，广义上是指三维空间 中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根 据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义，纳米材料是一 种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一本 颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间，并且 这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50 ％以上。
特殊的热学性质
超细微化后却发现其熔点将显著降低 粉末冶金工业
特殊的磁学性质
磁性超微颗粒具有高矫顽力 高储存密度的磁记录磁粉 超顺磁性磁性液体
特殊的力学性质
呈纳米晶粒的金属要比传 统的粗晶粒金属硬3～5倍
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纳米材料的应用
纳米科技是21世纪的主流技术之一，目前人造纳米材料已经 广泛应用到医药工业、染料、涂料、食品、化妆品、环境污染治 理等传统或新兴产业中，人们在研究、生产、生活中接触到纳米 材料的机会越来越多；同时，环境中也存在大量天然的和工业生 产所带来的纳米尺度物质，如柴油车尾气、工厂烟囱排出的废气， 垃圾焚烧、沙尘暴等也含有大量的纳米颗粒。
图片说明：量子点在秀丽线虫消化道内的降解过程。通过比较量子点荧光的光学图像 （optical Fluorescence）和量子点组成元素的X射线荧光图像（μ-XRF）发现，位于 消化道末端的量子点组成元素Se大量积累，而光学荧光淬灭，通过对不同部位的化学 价态进行分析（X射线吸收谱，μ-XANES），发现量子点伴随消化过程，结构不断破 Page 11 坏，内核元素发生氧化，导致荧光淬灭，同时释放有毒离子，导致毒性。
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纳米材料生物毒性研究
纳米材料可通过三种途径进入人体 人们接触纳米材料污染一般通过下面途径：一、通过呼吸 系统；二、通过皮肤接触；三、其他方式，如食用、注射之 类。纳米材料污染物通过上述途径进入人体，与体内细胞起 反应，会引起发炎、病变等；污染物在人体组织内停留也可 能引起病变，如停留在肺部的石棉纤维会导致肺部纤维化。