纳米材料与科学结课论文.doc

纳米材料当今世界，纳米材料已经深入我们的日常生活，随着产业化的发展，纳米技术正成为新兴战略产业中的核心技术。在生物制药、基因控制、环保、电子器件、能源和航天航空技术等领域发挥着越来越重要的作用。我们一方面感叹于纳米材料给我们带来的方便与高科技，另一方面我们也担心着纳米科技的广泛发展对我们健康是否有影响，是否为伦理道德所不能接受。 关键词： 发展过程 研究现状 食品安全 伦理道德 一，纳米材料的发展过程纳米技术的灵感，来自于已故物理学家理查德费曼1959年所作的一次题为在底部还有很大空间的演讲。范曼认为，我们可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求?他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。” 1990年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置，组成了ibm三个字母。70年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工;1982年，科学家发明研究纳米的重要工具扫描隧道显微镜，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用; 1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生; 1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研究的热点，诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等；1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“ibm”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“ 中国”二字，标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地;到1999年，纳米技术逐步走向市场，全年基于纳米产品的营业额达到500亿美元; 近年来，一些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新5年科技基本计划的研发重点;德国专门建立纳米技术研究网;美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心，美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元。2003年，纳米技术在基础研究和应用研究方面都取得了突破性进展。如：美国利用超高密度晶格和电路制作新方法，获得高密度的铂纳米线；日本用单层碳纳米管与有机熔盐制成高度导电的聚合物纳米管复合材料等。二，纳米材料的研究现状从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。第一阶段（1990年以前）主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。第二阶段（1994年前）人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料。第三阶段（从1994年到现在）纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。国际上，把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。三，纳米材料与食品安全 纳米技术是20世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术,随着研究的深入和科学的发展,纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域,近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业,在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品,纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。目前，市场上存在的纳米食品产品超过300种,一些带有纳米级别添加剂的食品和维生素已经实现商业化。据预测纳米食品市场在2010年将达到204亿美元,因此纳米技术在食品上的研究有着很大的发展潜力。纳米技术在食品上的研究和应用主要包括纳米食品加工、纳米包装材料和纳米检测技术等方面。纳米食品不仅仅是指利用了纳米技术的食品,更大程度上指纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品，尤其是利用纳米技术改造过结构的食品在营养方面会有一个很大的提高, 然而纳米食品也存在一些问题,首先由于对于纳米食品的加工主要是球磨法这就使得在纳米食品生产的过程中容易产生粉料污染,同时现有的纳米技术也会产生成材料的功能性无法预测,纳米结构的稳定性不高等问题。纳米食品还存在另外的问题那就是关于纳米食品的安全检测并没有个一个统一的标准。目前,国际上尚未形成统一的针对纳米食品的生物安全性评价标准,大多数是短期评价方法,短期的模型很难对纳米食品的生物效应有彻底的认识。而部分纳米食品存存在一些有害成分,并且经过纳米化后,这些物质更加很容易进入细胞甚至细胞核内,因此副作用也就越大,而这些由于安全检测的标准不统一可能在检测的时候检测不出来,因此纳米食品的安全标准有待进一步统一。 四，纳米材料与伦理道德纳米技术正在逐步走进我们的生活。但另一方面，由于纳米材料的特殊性质，对生命健康和生态环境产生的负面效应和不确定性也让人们充满了担忧。有些纳米技术不仅对人类健康和环境构成一定的风险，且引发的相关社会伦理问题构成了对传统伦理的挑战。正因为如此，世界各国都在发展纳米技术的同时，同步推进纳米技术的社会伦理问题研究。纳米技术伦理问题的讨论发端于人们对纳米材料安全的担忧。安全不仅是一个科学问题，也是且首先是哲学伦理学反思的对象。没有基本的安全，就不可能有好的生活，也不可能有自由、公正。这里所考察的安全首先是人的身体不受伤害、威胁以及基础设施的安全问题。由于纳米粒子的“无孔不入”，在研发、生产、储存、运输以及后处理过程中可能进入人体和环境，给人的健康和生态带来危害，因此，有关纳米粒子的毒性研究、危害和风险的识别、工作场地的选择和风险控制、工人对风险的知情问题，以及工人健康的医学保障等一开始就成为纳米伦理关注的话题。纳米技术引发的另一伦理问题是纳米技术与人的自由问题。随着纳米器件的微型化，纳米技术在医学、社会治安和国防方面具有广泛的作用，但也会威胁到他人的隐私。如通过将纳米设备嵌入对象物中，可以监视、跟踪目标，搜集个人信息和行为习惯。然而储存一个人的全部基因和疾病信息的纳米芯片有可能成为被利用的工具，成为企业用人歧视的理由或者成为保险公司限制患者自由的砝码。最有争议的是纳米技术在脑科学方面的应用，即通过在人脑中植入纳米器件最终将操纵、控制人的行动。如此，我们还有多少私人空间？人类还在多大程度上具有自主性？人与机器的区别在哪里？技术是人的存在方式，技术的目的不是限制人的自由而是保障和发展人的自由。纳米技术对人的自主性和自由的挑战已经超出了纳米技术伦理问题的范畴，而促使人们更进一步地反思技术的目的、技术与人、技术自由与人的自由的关系。目前，有关纳米医学伦理问题的讨论主要集中在三个方面：首先，自我诊断及自动给药设备的发展，比如利用生物化学传感器来测量血液成分数据并计算自动注射所需的药物剂量，这就涉及设备的安全问题和对传统医学体系的挑战。其次，从治愈疾病到超越健康水平的增强病人体质，由此破坏了医学本身的伦理关切，并占用了有限的医学研究和治疗的资源。而最引起伦理争议的问题是有关纳米技术在人类增强方面的应用。所谓人类