超小型纳米材料正在为我们的技术带来革命性的变化。 至于他们还可以对我们做什么：没有人知道。
每个时代都有其奇迹的材料。 对维多利亚州来说，这是橡胶。 在20th世纪，它是塑料的。 对于数字化的21st 世纪，它可能会变成石墨烯。
你有没有听说过石墨烯？ 如果没有，你很快就会。 它是我们实验室出现的最新的纳米材料之一 “纽约时报” 最近宣布，“预计将改变生活的几乎所有方面。”
科学家们每天都在学习这个令人惊叹的纳米材料的新东西。 但不是他们所了解的一切都是肆无忌惮乐观的原因。 就像过去的其他材料一样，石墨烯可能会变得不那么美妙。
什么是石墨烯？
石墨烯是由石墨衍生而来，石墨是我们放在铅笔里的同样的碳基物质。 但石墨烯没有什么共同之处。 它的原子被连接在最薄的可以想象的层上：一个只有一个原子厚度的蜂窝状晶格。
事实上，一块石墨烯很薄，根据美国化学学会，其中一盎司可以覆盖28足球场; 一个小块是如此轻巧，你可以平衡它在雏菊，而不会弯曲的花瓣。 除了防水，透明和令人难以置信的柔韧之外，它也（不是偶然）比钢更坚硬，比钻石更硬，比铜或硅更具导电性。
换句话说，要找到另外一种有这么多有用性质的材料，你会很难受。 难怪广泛行业的研究人员正在争先恐后地将石墨烯带出实验室，走进我们的生活。 新兴技术分析公司Lux Research的数据显示，9的销售额不到2012万美元，14的销售额预计将增长126至2020万美元。
在过去的教训中要警惕的原因
技术专家预测，石墨烯可以改变大量的消费品，从避孕套到电脑到化学传感器。 “5原因石墨烯将永远改变你的小工具“NBC新闻发布会上表示，这个名单显示了一个未来充斥着纸质智能手机，灵活的电脑显示器，可以与人类细胞”交谈“的医疗设备，以及超长寿命电池的未来。
石墨烯的热情拥护者声称，它可以用来制造更强更轻的汽车，更高效的太阳能电池，甚至合成血液。
毫不掩饰的炒作有一个熟悉的环 - 它告诉我们要谨慎，鉴于过去的教训。 石棉曾经被吹捧为抵御火焰能力的“魔法矿物” 后来才发现事实上， 一个杀手粉尘.
滴滴涕的情况也是如此，这不仅证明了其有意杀死的传播疾病的蚊子严重危害， 野生动物（特别是鸟类）和人类; 与乙烯基，最终被证明是 一个重要的激素干扰者; 或者与已经点燃的不可生物降解的聚乙烯膜接触 无数的禁令包驱动器。 在我们发现它有一个黑暗，危险的一面之前，每一个都被热烈拥抱并被广泛使用。
Collingridge困境
这个现象实际上有一个术语，我最近了解到： Collingridge困境。 以大卫·科林里奇（David Collingridge）的名字命名，这个英国教授最初是在1980书中提出的，他承认预测新技术的负面影响很困难，直到技术被广泛使用为止。当然，要解决这些问题变得更加困难，并要采取适当的补救措施。 或者像科林里奇本人所说的那样 技术的社会控制,
“如果变革很简单，就不能预见到需求。 当变革的需求显而易见时，变革变得昂贵，困难和耗时。“
这或许可以解释为什么，当涉及到纳米材料时，研究人员正试图走在前面。 出现了许多研究项目来研究纳米技术带来的问题。 例如，自从2008以来，环境保护署和国家科学基金会已经在加利福尼亚大学洛杉矶分校和杜克大学共同投入数千万美元， 纳米技术的环境影响中心 （CEIN）。
研究人员正在追求那些过去常常没有被问到的问题，直到解决由答案引起的严重问题为时已晚。 这些新材料能进入我们的环境吗？ 如果他们这样做会怎样？ 他们如何与不同的植物和生物进行交互？ 他们有毒性的影响？
除此之外，这些研究人员已经在人类和动物细胞中测试了不同的纳米材料，观察它们在实验动物中的作用，研究它们在土壤和水中的行为，分析现有法律对其控制和调控的适用性。 密歇根大学风险科学中心主任安德鲁·梅纳德（Andrew Maynard）说，由于这样的努力，“我们创造的数据比我们七年前想象的要多得多。”密歇根大学风险科学中心主任安德鲁·梅纳德（Andrew Maynard）长期以来一直警告说，纳米技术。 他说，仍然有许多重要的未解决的问题，但是“我们已经开始真正处理那些令人担忧的事情，而不是那么令人担忧。”
危险可以采取多种形式
对于初学者来说，现在越来越清楚的是，某些类型的纳米材料对环境或公共健康的危害不大，有些会造成更多的危害，有些则尤其是新的纳米材料，基本上仍然是问题。 其中最危险的是似乎是来自银，铜或锌的某些纳米材料 - 所有这些纳米材料都很容易溶解在水和细胞中，从而释放有毒金属。 但危险性可以采取多种形式。
纳米材料的特殊形态是非常重要的。 一些（包括石墨烯）具有可以穿透细胞壁的尖锐边缘。 针状碳纳米管在吸入时可以非常像石棉，极大地损害肺组织。
作为最新的纳米奇迹出现，石墨烯才刚刚开始引起研究者的关注。 第一个调查结果已经出现了一些令人担忧的迹象，强调了这些早期调查的重要性。 在一个 2013研究例如，布朗大学的工程师发现，具有尖锐边缘的石墨烯片可刺穿人体皮肤，肺和免疫细胞，并可能穿透人体。
我们是否可以发起石墨烯革命而不危害我们的健康或环境？
In 最近的另一项研究中加州大学河滨分校的CEIN附属科学家发现，氧化石墨烯纳米粒子在某些水生环境中表现出令人不安的环境持久性。 在含水层的模拟中，它们似乎沉入沉积物中，在那里它们可能会生物降解。 但是在湖泊或小溪等地表水的模拟中，颗粒倾向于死亡的叶子和其他有机物质。 漂浮在水柱中，它们更有可能被水生微生物吸收，或进入我们的供水系统。
但是，潜在的风险和实际的风险当然是有区别的。 正如UC-Riverside研究的作者之一Sharon Walker告诉我的那样，
“......我们不想提高红旗以告知人们，所以红旗不会 已可以选用 待提高。”
这些研究为制造商和政策制定者提供了一个早期的，非常有价值的机会，可以在不危害我们健康或环境的情况下找到启动石墨烯革命的途径。
我想大卫·科林里奇会很高兴。
这篇文章最初出现在 在地球上
关于作者
Susan Freinkel是作者 塑料：一个有毒的爱情故事 和 美国板栗：一棵完美树的生命，死亡和重生。 她还为“纽约时报”，“发现”，“史密森尼”，“正念”等出版物撰稿。 她的兴趣广泛：她讲述了从疯牛病到双相情感障碍维生素治疗的故事，从采用到动物园到寻求发展蓝玫瑰。 一个关于疾病困扰加利福尼亚橡树的故事导致她的第一本书， 美国板栗：一棵完美树的生命，死亡和重生。 它赢得了2008全国户外图书奖。 在沉浸在自然界的那本书之后，她把注意力转向了下一本书的不自然的世界， 塑料：一个有毒的爱情故事.
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通过Susan Freinkel。
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