
纳米技术是在“纳米”尺度(比一米小10亿分之一)上运行的科学和技术发明的一个广义术语。1纳米大约是3个原子长。在纳米尺度上,物理定律的运作方式不同,导致熟悉的材料以意想不到的方式表现。例如,铝可以安全地用于包装苏打水和覆盖食物,但在纳米尺度上,它是爆炸性的。
今天,纳米技术被应用于医学、农业和技术领域。在医学上,纳米颗粒被用来将药物输送到人体的特定部位进行治疗。农业使用纳米颗粒来修改植物的基因组,使它们具有抗病性,以及其他改进。但是,在应用纳米尺度上的不同物理特性来创造小型而强大的发明方面,技术领域可能做得最多,这些发明对更大的环境有多种潜在影响。
纳米技术的环境利与弊
近年来,由于纳米技术,许多环境领域都取得了进展,但科学还不完善。
水的质量
纳米技术有潜力解决水质差的问题。在未来几十年里,水资源短缺的情况预计只会加剧,因此,在全世界范围内增加可用的清洁水的数量是至关重要的。
像氧化锌、二氧化钛和氧化钨这样的纳米材料可以与有害污染物结合,使它们成为惰性物质。能够中和有害物质的纳米技术已经在世界各地的废水处理设施中得到应用。
纳米级的二硫化钼颗粒可用于制造去除水中盐分的膜,其能量仅为传统脱盐方法的五分之一。在发生石油泄漏的情况下,科学家们已经开发出了能够选择性吸收石油的纳米织物。总之,这些创新有可能改善世界上许多严重污染的水道。
空气质量
纳米技术还可以用于改善空气质量,由于工业活动释放的污染物,世界各地的空气质量每年都在恶化。然而,从空气中去除微小的有害颗粒在技术上具有挑战性。纳米颗粒被用来制造精确的传感器,能够检测空气中微小的有害污染物,如重金属离子和放射性元素。这些传感器的一个例子是单壁纳米管。传统的传感器只能在极高的温度下工作,而单壁碳纳米管可以在室温下检测二氧化氮和氨气。其他传感器可以使用纳米大小的金或氧化锰颗粒从该区域去除有毒气体。
温室气体排放
人们正在开发各种纳米颗粒以减少温室气体排放。在燃料中添加纳米颗粒可以提高燃料效率,降低化石燃料使用导致的温室气体产生率。人们正在开发纳米技术的其他应用,以选择性地捕获二氧化碳。
纳米材料的毒性
纳米材料虽然有效,但也有可能在无意中形成新的有毒产物。纳米材料的极小尺寸使它们有可能穿过原本不可穿透的屏障,使纳米颗粒最终进入淋巴、血液甚至骨髓。由于纳米颗粒具有进入细胞过程的独特途径,如果不小心产生有毒纳米材料的来源,纳米技术的应用有可能对环境造成广泛的危害。需要对纳米颗粒进行严格的测试,以确保在大规模使用纳米颗粒之前发现潜在的毒性来源。