纳米材料的应用有哪些？

纳米研究已经非常成功地创造了成千上万种新材料，但分子自组装成有用的物体或构建微纳米机器仍只是一个想法。决定单个原子行为的定律不同于支配大型物质的定律。这一领域的科学家首先要了解纳米材料的特性，并充分利用其特性开展特定的活动。例如，煤或石墨形式的碳元素不带电或具有光学性质，但微碳纳米管具有这些性质。碳纳米管的这些独特性质对于增强轻型自行车部件的特性非常有用。然而，尚不清楚工程师在更精确地操纵不同元素的单个原子方面能有多成功。

NNI的投资已见成效:2000 ~ 3000种人造纳米材料被批准用于新产品。但是，当我们急于寻找纳米技术的新用途时，我们是否忽略了风险？许多分析师怀疑这些纳米材料中的一些可能是有毒的，但这些材料没有经过严格的测试。例如，美国联邦药品管理局(FDA)要求药品在销售前必须获得许可。FDA对新药测试有世界上最严格的规定。一个新药的研发和批准需要7 ~ 10年，花费5亿美元。为每种纳米材料制定类似的法规可能会减缓甚至中断大多数纳米技术研究。已经开发出来的纳米材料只有一小部分有足够大的市场来承担如此巨大的试验成本。

FDA确实要求纳米技术必须经过基本的毒性分析。我们是否应该更加谨慎地采取更多的预防措施，并要求对纳米材料的健康影响进行更多的测试。还是纳米技术的潜在好处要求我们加快这一领域的研究？如果不等20到30年再看会有什么影响，怎么知道如何解决潜在的风险？需要多少癌症、肺病和精神疾病的案例才能证明目前对纳米材料健康风险的测试还不够？很难对纳米材料进行更严格的测试，因为很难确定这种材料是否会被加工成食品或药品，或者不会用于食用的东西。一旦人们吃了它，它将是有害的。例如，FDA一直担心一些产品几十年来一直被宣传为食品补充剂，以至于不需要像药物一样进行昂贵的测试，但这些产品也可能是有害的。

可以假设，如果防水面料的涂层是有毒的纳米材料，涂层可能会随着衣服的老化而挥发，有可能被人体吸入。此外，有些材料在转化为纳米粒子时会改变性质，就像水在不同温度下可能会变成晶体、液体或蒸汽一样。再比如，如果你摄入一点银，它会通过身体的系统而不会造成伤害。在印度，银箔被用来装饰甜点，可以当食物吃，但在美国，不允许用银当食物，因为银盐和银与其他分子的化合物是有毒的。使问题更加复杂的是，其他银盐和银纳米粒子具有抗菌性，经常被用作医疗器械的涂层，如伤口敷料，甚至被用于洗衣机中以防止病原微生物的生长。随着越来越多的致病疾病对抗生素产生免疫，银纳米粒子的抗菌特性将变得更加重要。但大多数人无法知道银纳米粒子是否或在什么条件下可能与其他分子结合形成有毒化合物。

太阳能电池或电池中使用的纳米材料是不可食用的，但重点应该是设备使用寿命结束后的废物产生和废物处理。生命周期分析是用于确定大型项目或新材料应用的影响的指标之一。那些对风险分析和环境影响分析非常认真的人会尽力控制偏见对其研究结果客观性的不利影响。一份好的报告应该关注那些仍然未知的东西，要么是因为没有进行必要的研究，要么是因为各种行动导致的结果过于复杂，无法分析。在最好的情况下，决策过程中考虑的问题可以用风险分析和成本收益分析来解释。在许多具体条件的背景下，仔细分析可以相当准确地反映实际情况。这份报告将充满显示客观性的数字和图表。当然，环境影响报告和风险分析也可以包含很多价值判断，什么更重要，什么不那么重要，以及其他导致研究结果有偏差的主观因素。

在加速发展和长期风险之间权衡，加速发展往往会胜出。尤其是在风险不确定，预期收益巨大的情况下。增加公共健康和环境风险是其中一个权衡。在纳米技术创新和发展的过程中，仍然有许多机会成本来产生和储存能量。全球气候变化和对清洁能源的迫切需求是当务之急，政府有必要为市场效率低的工业产品的发展提供补贴。政策制定者特别关注潜在的好处，希望通过创新和大规模生产，太阳能和风能发电的成本最终能与其他不可再生能源竞争。没有证据表明这个目标可以很快实现。清洁能源的成本会下降，但未来几十年下降的速度可能不会低于煤电的成本。

与此同时，机会将被错过，因为额外的资金被用于资助清洁能源，而这些资金本可以用于资助其他社会发展需求。政策制定者对全球变暖导致发展放缓的观点持不同态度。因此，我们没有一个有效的方法来综合平衡各种能源选择。清洁能源的倡导者认为，比较各种能源的成本是一种误导。煤、石油和天然气的生产商和供应商不对其产品造成的环境和公共健康损失负责。他们提出对煤炭和化石燃料征收碳税，以弥补社会成本，实现公平竞争。但到目前为止，政治家们对如何应对实施碳税可能遇到的阻力兴趣不大。对于许多政治家来说，尤其是那些拥有强大石油工业的选区，抵制碳税是否认全球气候变化的主要原因。