奈米材料、奈米粒子的安全性：材料世界網

奈米物質、奈米粒子的定義與應用
所謂奈米物質或奈米粒子指的1nm(10億分之1米)大小的物質，也就是英語中謂的Manufactured Nano-particles或Engineered Nanoscale Materials，至少以1次元而言，在100nm以下的物質屬之。已開發的奈米物質包括碳的新同位素(富勒烯、Carbon Nanotube)，化粧品或建材使用的氧化鈦、氧化鋅、銀的超微小粒子，被稱為量子點的超微小金屬粒子以及藥物輸送系統(Drug Delivery System；DDS)使用的奈米核糖體(Ribosome)等。

當物質一旦變成奈米尺寸，其粒徑、形狀接近分子級的微小狀態，通常具有全新的特性，如每單位質量的表面積變很大、表面活性變高，以及其化學性、電性、磁性、光學特性都有顯著的變化。對人體的反應性、對組織的穿透性應該極高，必須建立與普通物質不同的安全基準。

以奈米級材料加工為對象的奈米技術備受矚目，可視之為21世紀的主角，也是實現許多夢想的新技術之一，各國競相開發中。奈米技術應用範圍廣，奈米粒子技術為其核心技術。從人類可以控制奈米粒子開始，奈米粒子開始應用到生活用品之上，例如氧化鈦、氧化鋅等超微粒子被應用為防晒霜，其透明與防紫外線效果高；用來提升撥水性、耐久性、防皺，加上除臭效果的衣料、傘也是銷路很好的日用品；其他如可用來修飾臉上凹洞的粉底、採用二氧化矽超微粒子的花粉症噴劑、防水垢的便桶、添加富勒烯飛行距離更遠的高爾夫球、擁有正確曲線的保齡球等等，都是奈米應用的極佳案例。

在不知不覺間，摻入奈米粒子的商品已充斥在我們的身邊；另一方面，不可否認的是奈米物質也可能對人體的健康與環境帶來有害的風險。導入奈米粒子的商品市場規模，2004年為14兆日圓，2007年提升為31兆日圓，預估2014年為約280兆日圓，屆時將佔全部商品的15%。

各國對奈米安全管理的意見與作法
一、英國
2004年7月，由英國The Royal Society與The Royal Academy of Engineering在執行奈米粒子潛在危險性研究計畫之後，提出「闡明加工奈米粒子產生的潛在危險」報告書。因奈米粒子的毒性及其在大氣、水、土壤中的行為相關的知識不充分，而提出在「可能有與不確定性大」的前提下，從預防原則的觀點提出建言。

奈米粒子特性之一是由於它非常微細，所以可能達人體的最深處(肺胞囊、腦細胞等)，恐怕也很容易侵入細胞(推測)。而且其毒性無法從同樣是化學物質但粒子大的物質的毒性來推測，因為愈小其比表面積愈大，粒子表面的相互結合力弱，容易反應的原子的比例增加，因此粒子的活性變大，也因而與其他物質之化學反應性或觸媒作用變高，在其表面與自由基I的生成或與金屬、碳化氫等的結合變得容易，此種特異性質，使得對奈米粒子的毒性推測變得很困難。此外，在空氣中容易浮游等特性，推測其在環境中的行為應該不同於大尺寸粒子。

Carbon以及其他奈米管都是纖維形態，雖然推斷不容易放出大氣中，但從物理特性面考量，可能具有與石棉同樣的毒性(容易抵達肺的深處，或用Macro Phage 2不易除去的長度或不溶於體液，或因氧化容易引起損傷的表面等引發毒性)。

現在，可能暴露在奈米粒子或奈米管的是研究機構或製造現場。而化粧品或防晒使用的奈米粒子，並非指該化學物質特別有害，而是這一類的粒子從皮膚進入身體與危險相關Data不充分，尤其是處理這一類作業的作業員，在日晒或濕度產生皮膚問題的毒性真相並未大白。新合成奈米粒子多量進入體內目前並未產生像大氣污染般的不良影響，但是建議研究機構或製造現場的工作人員為了減少潛在風險，採取預防措施很重要。

英國產業醫學研究所(IOM)於2009年5月12日發表，開始新的奈米粒子安全性評估計畫「ENPRA(Engineered Nanoparticle Risk Assessment)」，主要目的在開發曝露在奈米粒子中伴隨的潛在健康問題，發展出古典的曝露-攝取-反應方式的有效評估方法，支援奈米技術的成長與發展。

IOM主導的計劃期間為3年半，投入資金370萬歐元，可以運用歐洲15個、美國10個機構進行合作，以及運用美國3個政府機構(EPA、NIOSH、NIH-NIEHS)的知識與能力。ENPRA追求的課題如下---本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄，更多資料請見下方檔案。

圖一、NEDO「奈米粒子特性評估法之研發計劃」