超小型納米材料有望徹底改變我們的技術。 至於他們可能對我們做了什麼：沒有人真正知道。
每個時代都有其奇妙的材料。 對維多利亞時代來說，這是橡膠。 在20世紀，它是塑料的。 對於數字化的21st 世紀，它可能會變成石墨烯。
你聽說過石墨烯嗎？ 如果沒有，你很快就會。 它是我們實驗室中出現的最新納米級材料之一 “紐約時報” 最近宣布，“它有望改變生活的方方面面。”
每天，科學家們都在研究這種神奇的納米材料的新事物。 但並非他們所了解的一切都是肆無忌憚的樂觀主義的原因。 像過去的其他奇蹟材料一樣，石墨烯可能會變得不那麼精彩。
什麼是石墨烯？
石墨烯來自石墨，與我們放入鉛筆中的碳基物質相同。 但石墨烯沒有什麼共同之處。 它的原子連接在最薄的可想像的層中：一個只有一個原子厚度的蜂窩晶格。
事實上，一塊石墨烯是如此之薄，根據美國化學學會的說法，其中一盎司可以覆蓋28足球場; 一個小塊是如此輕巧，你可以在雛菊上平衡它而不會彎曲花瓣。 除了防水，透明和令人難以置信的柔韌性之外，它也（不是偶然地）比鋼更堅固，比鑽石更堅硬，並且比銅或矽更具導電性。
換句話說，你會很難找到另外一種包含許多有用屬性的材料。 難怪各行各業的研究人員都在爭先恐後地將石墨烯帶出我們的實驗室並進入我們的生活。 根據分析新興技術的公司Lux Research的數據，9的銷售額預計將從2012的14倍增長到126倍。
鑑於過去的教訓，要警惕的原因
技術專家預測，石墨烯可以改變大量的消費產品，從安全套到計算機再到化學傳感器。 “5原因石墨烯將永遠改變你的小工具“美國全國廣播公司新聞報導稱，該列表顯示未來充滿了薄薄的智能手機，靈活的電腦顯示器，可與人體細胞”對話“的醫療設備，以及超長效電池。
石墨烯的熱情冠軍聲稱它可以用來製造更強大，更輕量級的汽車，更高效的太陽能電池，甚至合成血液。
毫不掩飾的炒作對它有一個熟悉的響聲 - 考慮到過去的教訓，它喚醒我們要小心謹慎。 石棉曾被吹捧為能夠承受火焰的“神奇礦物”; 事後，我們才發現它實際上是 殺手塵埃.
與滴滴涕相同的故事，不僅對它本來打算殺死的攜帶疾病的蚊子有很大的危害，而且 野生動物（特別是鳥類）和人類; 與乙烯基，最終顯示 一種重要的激素干擾物; 或者已經點燃的不可生物降解的聚乙烯薄膜 無數的ban-the-bag驅動器。 在我們發現它有一個黑暗，危險的一面之前，每個都被熱烈擁抱並被廣泛使用。
Collingridge困境
實際上這個現像有一個術語，我最近了解到： Collingridge困境。 以大衛·科林里奇（David Collingridge）的名字命名，他是第一個在1980書中首次提出的英國教授，它承認難以預測新技術的負面影響，直到該技術被廣泛使用 - 當然，當然，解決這些不利因素並採取適當的補救措施變得更加困難。 或者，正如Collingridge自己所說的那樣 技術的社會控制,
“如果變化很容易，就無法預見到變化的必要性; 當需要改變時，變革變得昂貴，困難和耗時。“
這可以解釋為什麼，當談到納米材料時，研究人員正試圖超越曲線。 許多研究項目如雨後春筍般湧現，以研究納米技術帶來的問題。 例如，自從2008以來，環境保護局和國家科學基金會已經在加州大學洛杉磯分校和杜克大學的聯合項目中投入了數千萬美元。 納米技術的環境影響中心 （CEIN）。
研究人員正在研究過去常常沒有被問到的問題，直到解決任何由答案引起的嚴重問題為時已晚。 這些新材料可以進入我們的環境嗎？ 如果他們這樣做會怎麼樣？ 它們如何與不同的植物和生物相互作用？ 它們有毒性作用嗎？
除此之外，這些研究人員還在人類和動物細胞中測試不同的納米材料，觀察它們在實驗室動物中的作用，研究它們在土壤和水中的行為，並分析現有法律對其控制和調節的充分性。 多虧了這些努力，“我們產生的數據遠遠超過我們七年前的想像，”密歇根大學風險科學中心主任安德魯梅納德說，他長期以來警告說需要更好地監督。納米技術。 他說，仍然有許多重要的未解決的問題，但“我們開始真正處理真正令人擔憂的問題，而不是那麼令人擔憂的問題。”
危險可以採取多種形式
對於初學者來說，越來越清楚的是，某些類型的納米材料幾乎沒有造成環境或公共衛生風險，有些則構成更多，有些 - 尤其是新的納米材料 - 基本上仍然是問號。 其中最危險的似乎是來自銀，銅或鋅的某些納米材料 - 所有這些都很容易溶解在水和細胞中，在它們這樣做時會釋放有毒金屬。 但危險性可以採取多種形式。
納米材料的特殊形態產生了很大的不同。 一些（包括石墨烯）具有鋒利的邊緣，可以切穿細胞壁。 針狀碳納米管在吸入時可能非常像石棉，極大地損害肺組織。
作為最新的納米奇蹟，石墨烯剛剛開始引起研究人員的注意。 第一個發現已經出現了一些令人擔憂的跡象，強調了這些早期調查的重要性。 在一個 2013研究例如，布朗大學的工程師發現，具有鋒利邊緣的石墨烯片可以刺穿 - 並可能穿透 - 人體皮膚，肺和免疫細胞。
我們能否在不危害健康或環境的情況下推出石墨烯革命？
In 另一項近期研究，加州大學河濱分校的CEIN附屬科學家發現氧化石墨烯納米粒子在某些水生環境中表現出令人不安的環境持久性。 在模擬含水層時，它們似乎沉入沉積物中，在那裡它們可能會生物降解。 但是在模擬地表水時，例如湖泊或溪流，顆粒往往會在死葉和其他有機物上浮現。 漂浮在水柱中，它們更容易被水生微生物吸收 - 或者進入我們的供水系統。
但是，當然，潛在風險和實際危險之間存在區別。 正如加州大學河濱分校研究的作者之一Sharon Walker告訴我的那樣，
“......我們不想提高紅旗，以便通知人們，所以紅旗不會 有 待提高。”
這些研究為製造商和政策制定者提供了一個早期且極其寶貴的機會，可以在不危害我們的健康或環境的情況下找到啟動石墨烯革命的方法。
我想David Collingridge會很高興。
這篇文章最初出現在 在地球上
關於作者
Susan Freinkel是作者 塑料：一個有毒的愛情故事 和 美國板栗：完美樹的生命，死亡和重生。 她還為“紐約時報”，“發現”，“史密森尼”，“銘記”和其他出版物撰稿。 她的興趣廣泛：她的故事包括從瘋牛病到雙相情感障礙的維生素治療，從收養到動物園的案例到尋求開發藍玫瑰。 一個關於困擾加州橡樹的疾病的故事導致了她的第一本書， 美國板栗：完美樹的生命，死亡和重生。 它獲得了2008全國戶外圖書獎。 在將自己沉浸在這本書的自然世界之後，她將注意力轉向了下一本書的不自然的世界， 塑料：一個有毒的愛情故事.
推薦書：
塑料：一個有毒的愛情故事
作者：Susan Freinkel。
塑料建造了現代世界。 沒有自行車頭盔，袋裝，牙刷和心臟起搏器，我們會在哪裡？ 但是，在我們對塑料的熱愛的一個世紀裡，我們開始意識到這不是一種健康的關係。 塑料利用日益減少的化石燃料，浸出有害化學物質，亂丟垃圾，破壞海洋生物。 正如記者Susan Freinkel在這本引人入勝且令人大開眼界的書中所指出的那樣，我們已接近危機點。 我們淹沒在這些東西中，我們需要開始做出一些艱難的選擇。 作者通過生動的軼事和分析為我們提供了所需的工具。 塑料 對點與我們又愛又恨，但似乎無法不活材料新的創造性的合作方式。
