本文作者：曲登峰作者單位：河南省鄭州市獸藥飼料監察所

載藥納米微粒的靶向性及控釋作用

所謂納米藥物指的是納米級別的用來防治或者輔助治療的藥物，納米藥物具有輕松通過體內生理屏障的顯著優點，納米級別藥物與傳統的宏觀藥物在其分布、吸收以及代謝和排泄等角度與傳統的宏觀藥物截然不同。

1納米級別的藥物能夠跨越體內各種屏障

如果我們選擇合適的納米材料來制備納米藥物，可以有效的穿透生物膜的并透過血腦屏障，可以將藥物直接輸送到大腦內部對疾病進行治療。采用納米技術制備的藥物載體和抗體能夠大幅度提高穿透人造膜和天然膜的能力，并蓄積在小腸，使藥物的生物利用率顯著改善。

2納米藥物的控釋作用

本文作者：王國豫馮燁作者單位：大連理工大學

納米技術可能引起的主要倫理問題

1．健康和安全問題。納米技術對健康和安全的影響，是納米倫理面對的首要問題。由于納米粒子極其微小，可以說無孔不入，所以也很容易進入人體，有可能成為許多重大疾病如肺部疾病和心血管疾病的誘因，給人類健康和安全帶來嚴重的損害。研究表明，吸入的納米顆粒可能避開免疫系統的吞噬作用，蓄積在某些靶器官，也可跨越不同生物屏障，重新轉運分布到身體的其他組織器官，產生系統的健康效應［10］。而且，環境中的納米顆粒由于具有較大的表面積而極易吸附大氣中的有毒污染物，如多環芳烴等，被納米顆粒吸附的有毒污染物可進一步對人和其他生物體產生毒性效應，還可能波及整個生物圈。納米粒子對健康和環境的潛在風險涉及安全倫理和環境倫理的問題。安全不僅是一個科學的概念，安全更是倫理學必須考量的最基本的要素，因為安全既是人的基本需求也是人的基本權利。離開了安全，人的其他權利和自由、尊嚴等也將無從談起;而且，保障研究人員和工人在工作場所的生命和健康安全，也是國家和企業的基本責任。

2．平等與公正問題。首先，納米技術的潛在利益和風險使得其風險與利益的分配，也面臨著社會公平與公正的倫理問題。納米技術可能為技術發明家、企業家帶來豐厚的利益，但也可能為研究者、受試者、生產者甚至消費者帶來直接的和間接的健康風險，為公眾帶來環境風險。面對個體利益與公眾利益、企業利益與社會利益、眼前利益與長遠利益的沖突，應該優先考慮誰的利益?承擔高風險的人是否應得到較高的回報?“如何分配科學技術的發展帶來的好處、風險和代價，就成為了我們時代所必須面對的一個重要問題”［11］。其次，納米技術的應用也可能加劇原有的社會不平等、不公正現象。眾所周知，“信息高速公路”的出現導致了迅速擴大的信息資源和知識資源分布嚴重不均的“數字鴻溝”問題，并且加劇了原有的經濟不平等、機會不平等和社會不平等問題，成為當今社會問題的一個重要根源。納米技術的發展也可能產生類似數字鴻溝的“納米鴻溝”問題。比如，納米技術在醫學上的應用，使得疾病的預防、早期診斷和治療成為可能。研究表明，在不久的將來，用基因芯片、蛋白質芯片組裝成的納米機器人，有可能通過血管進入人體以診斷疾病、攜帶DNA去更換或修復有缺陷的基因片段，也可以將攜帶納米藥物的芯片送入人體內，在外部加以導向，使藥物集中到患處，更理想地提高藥物療效［12］。但是，這些技術在其發展的初期階段，往往比較昂貴，大部分人可能只好望而卻步，僅能被少數人使用。如何使社會中的大多數成員公正地享受到納米技術的成果并避免可能受到的損害，是納米技術發展過程中必須面對的重要倫理問題。第三，納米技術還有可能帶來代內與代際、窮國與富國之間的平等與公正問題，尤其是可能使發達國家與發展中國家之間的差距加大。能夠支付納米技術研究與發展巨額費用的國家，可能優先發現和利用納米技術的研究成果，在國際舞臺上便優先掌握了“話語權”。當然，也不能排除發達國家將有污染的、甚至有毒的納米研究項目轉移到發展中國家的可能。諸如此類的問題會使國際間的不平等惡化。此外，還存在為了當代利益發展納米技術而提前利用了過多的自然資源或給后代造成眾多污染等代際不公正現象。

3．自主與尊嚴問題。人是有理性的存在物。理性之人的尊嚴來自于它的自主性，能夠按照自己的意志作出決定。“大自然中的無理性者，它們不依靠人的意志而獨立存在，所以它們至多具有作為工具或手段的價值，因此我們稱之為‘物’。反之，有理性者，被稱為‘人’，這是因為人在本性上就是目的自身而存在，不能把他只當做‘物’看待。人是一個可尊敬的對象，這就表明我們不能隨便對待他。”［13］聯合國教科文組織在《世界生物倫理與人權宣言》中強調，科學技術的研究和發展需要遵循本宣言所闡述的倫理原則，要尊重人的尊嚴。這包括自尊、享受別人尊重和尊重他人三個方面。在納米技術的研究與應用中，許多方面涉及人的自主與尊嚴問題。例如，納米技術與認知科學相互滲透與融合，可以揭示人腦的工作機制，利用納米藥物可以增強人的認知能力或治療某些腦神經與認知方面的缺陷。但是，如果利用這些研究成果控制人的思維、干擾人的決定，則侵犯了人的自主權、漠視人的尊嚴。再者，如果將能夠隨時獲取他人信息的納米電子芯片等極微小的納米器件，毫不被人察覺地嵌入他人衣服或皮膚里，則不僅竊取了他人的隱私，更貶損了他人的尊嚴。又如，納米基因工程不僅能夠治療遺傳病，而且能夠改變生殖細胞基因以達到治療或增強后代的目的。但是，不論父母的主觀意愿是否善良，這種行為確實忽視了子女的自主與尊嚴。而諸如賽博格(Cyborg)、生命產品(Biofact)等技術的進一步發展將模糊人與機器、生命體與人工產品之間的界限，使得我們關于人與自然的基本概念發生動搖，什么是人、什么是自然等問題將變得不再是不言而喻的了。

納米倫理的特征與評估

本文作者：夏陽1謝海峰1章非敏1，2顧寧2作者單位：1南京醫科大學口腔醫學研究所2東南大學蘇州研究院

鑒于以上缺陷，當前對于牙科復合樹脂的改良主要是將納米材料作為無機填料，或用納米級材料修飾微米級填料，再加入復合樹脂中，以改良樹脂或使其具備新的性能或兼而有之。

納米填料的種類

牙科復合樹脂的填料絕非單一種類、單一粒徑的材料，而是具有一定分布梯度，且不同種類粒子相互配合的系統。牙科復合樹脂所含的填料能增加機械強度，降低熱膨脹系數和聚合熱，其粒度、粒度分布、折光指數、所占體積百分比、X線阻射性及硬度、強度等都會對材料的性能及臨床表現產生影響。目前，顆粒型陶瓷粉或玻璃粉是主要的填料類型，纖維(晶須)填料的研究和應用也有報道，但相比前者較少。應用理化性能更加優良的填料來增強機械性能是發展的方向。已用于增強牙科復合樹脂的納米顆粒包括納米二氧化硅［1］、納米金剛石［2～4］、納米氧化鋯［5］、納米氮化硅［6］、納米羥基磷灰石［7］，納米氧化鈦［8］、納米三氧化二鋁［9］等。這類納米填料的研究較多，且大多數牙科產品廠家都有自己品牌的納米樹脂問世。納米纖維增強如納米碳管、短纖維和晶須是目前許多學者所提出的復合樹脂填料的新成員，都被用于牙科復合樹脂的增強和性能改善，但基本都處于基礎研究之中，而尚未應用于臨床階段。這里所講的納米纖維增強復合樹脂，是指以納米纖維為另一類填料與顆粒填料共同增強的口腔充填用復合樹脂材料，所以這類材料中含顆粒與纖維兩種填料。口腔臨床中使用的還有一類單純使用的纖維增強樹脂基(多為環氧樹脂基)材料，典型的產品為牙體加強用的纖維樁。文章主要討論前者目前在口腔中的研究現狀。有學者為了更加明確研究目的和可能機理，也會以環氧樹脂為基體或只加入纖維填料進行研究。碳化硅晶須和氮化硅晶須是近年來研究較多的用于牙科復合樹脂的晶須種類。其他增強牙科復合樹脂表面硬度和斷裂強度的纖維(晶須)包括氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須、硅酸鹽晶須、硼酸鋁晶須、尼龍纖維、碳納米管等。

納米技術降低牙科復合樹脂的聚合收縮

Condon等用不含甲基丙烯酸功能化的硅烷代替含有甲基丙烯酸功能化的硅烷對二氧化硅納米顆粒表面進行處理，獲得無粘接性的納米顆粒將其添加到復合樹脂中，發現其具有與氣孔相似的效果，分布于樹脂基質中的納米填料通過局部塑性形成應力釋放點，可以有效地降低聚合收縮［10］。Condon在另外的研究中用非粘接性的納米填料、粘接性的納米填料和無被膜填料來降低聚合應力。研究表明，納米填料添加到雜化型復合樹脂可以有效降低聚合應力(降低31%)，在一定的體積含量水平(10%)，非粘接性納米填料具有更好的降低應力作用，在只含有納米填料的復合樹脂，亦具有相同的效果［11］。八面的倍半硅氧烷，是具有直徑0．53nm的納米籠結構，是一個輕量級、高性能的混合材料，其結構通式為(RSiO1．5)8。SSQ聚合物顯示出優良的介電和光學性質，并已廣泛應用，如在應用程序中的光致抗蝕劑、耐磨涂層、液晶顯示元件、電子電路板的絕緣涂層和光纖涂料等。SohMS等將SSQ加入復合樹脂中制成符合材料，SSQ可以顯著降低樹脂的聚合收縮量，并同時增加樹脂的硬度和彈性模量［12］。Garoushi等將半互穿聚合物網絡加入由玻璃纖維增強的復合樹脂，發現復合物的聚合收縮率下降［13］。此后，又將納米SiO2顆粒加入上述復合物中，除了發現加入納米粒子后可使聚合收縮降低外，他們還發現聚合收縮的降低與納米粒子的添加量和聚合溫度相關［14］。

本文作者：匡婷作者單位：廣東省建筑材料研究院

室內空氣的凈化處理

對于新裝修的房間，一些裝修材料、家具等物品會散發出有害氣體，導致室內空氣中的甲醛、甲苯等有機物質的濃度高于室外，有的甚至會高于工業區，不利于人們的健康，因此需要對其室內的空氣進行凈化。而相關的研究表明，光催化劑———納米TiO2可以有效降解室內甲醛、甲苯等有機有害物質，并且其所達到的效果是最好的。另外，由于應用納米TiO2的光催化功能在殺死室內環境中的細菌的同時，還可以降解由細菌釋放出來的有毒復合物質，因此，納米TiO2光催化劑也被安放于醫院的病房、手術室等區域以實現殺菌、除臭的作用。

脫硫催化劑的應用

大氣中二氧化硫的污染主要來源于工業生產中燃料的燃燒和作為交通燃料的汽油、柴油等的使用。因此，在工業生產中需要對其進行脫硫處理，以減少硫化物的排放。而據有關資料表示，納米級ZnTiO3和CoTiO3都是非常好的石油脫硫催化劑，其中，經過納米級CoTiO3催化作用的石油中硫含量可達到國際標準，其硫含量的百分比將低于0．01%。另外，煤燃燒時也會產生二氧化硫氣體，但是在煤燃燒時加入一種納米級助燃催化劑，在使其充分燃燒提高利用率、不產生SO2氣體的同時，還可使硫轉化為固體的硫化物，使得空氣的SO2含量降低，空氣的質量也得到相應的提高。

汽車尾氣的凈化處理

本文作者：郭秀芳作者單位：鞍鋼集團礦業公司弓礦公司機械廠

納米耐磨符合圖層的運用

納米材料顆粒之間都存在著范德華力、庫侖力等,甚至有些顆粒還會和化學鍵結合,結果導致了陶瓷顆粒很容易出現團聚,而且顆粒愈小,團聚就越緊,在這種情況下,納米材料應有的良好性能就比較難以充分發揮出來。就解決方式而言,一般通過施加機械能,或者引發化學作用這兩種途徑進行解決,不過硬團聚由于顆粒之間結合的比較緊密,單純的通過化學作用是遠不能夠實現目標的,所以還需要另外施加一個比較大的機械力,例如剪切力、撞擊力等。通過這些里對材料的結合力進行破壞。

納米磁性液體在旋轉軸中的應用

一般而言,對于靜態的密封比較容易解決,通常可以采用塑料、金屬、橡膠等材料制作的O型環當做密封的元件,將其密封。但對于動態的密封,特別是旋轉條件下的密封則一直沒有好的解決方式。在高速、高真空條件下一般不能進行動態密封,而納米磁性液體則帶來了一種新的解決方式。納米技術對磁性液體在旋轉軸中的應用取得了很大的促進作用。我國南京大學已經成功進行了多種磁性液體的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液體的應用方面,電子計算機的硬盤在防塵密封方面就普遍采用了磁性液體。而在潤滑劑的制造方面,對新型潤滑劑的制造也起到了較大的促進作用。

(1)納米磁性液體在旋轉軸中應用的尺寸效應在納米技術領域,其顯著成果之一就是在旋轉軸中,對傳統的尺寸單位進行了縮小,以前的計量單位級為毫米,而今則是納米級,而1納米僅相當于1毫米的百萬分之一,如果運用在機械工程之中,那么機械的體積會因為納米技術的應用而極大的降低,在此基礎上就有了微型機械為代表的新型機械的誕生和生產。實際上,這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發生了重大變化,而更多的是指可以成批進行制作生產微傳感器、集合微結構、微驅動器、微電路等處置裝置于一體的微型機電系統。系統中的大部分都運用了納米技術成果,因此,從某種意義上說,其已經遠遠超出了傳統機械的概念和范疇。可以說微型機械是以現代科學技術為基礎,在整個納米科技中具有重要地位,采用嶄新技術路線和思維方式的具有劃時代意義的產物。