进入21世纪以来，纳米科技发展迅猛，大规模生产的各种人造纳米材料已在工业、农业、食品、生活日用品、医药等领域的近千种消费品和工业产品中广泛使用，以提高原有功能或获得新功能。然而，不断有研究发现，由于纳米尺度上物质的特殊性质，纳米材料可能暗藏健康危害。不久前启动的题为“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索”的“973”项目，将着力深入探讨纳米材料的生物安全性问题。项目首席科学家、国家纳米科学中心纳米生物效应实验室主任赵宇亮研究员接受了记者的采访。

《科学时报》：纳米安全为何越来越受到世界各国的关注？

赵宇亮：纳米安全性问题之所以引起各国政府和科学界的高度重视，一方面是因为“健康和安全”永远是国家的重大需求，另一方面是因为发展纳米科技本身已成为各国政府，尤其是世界科技大国抢占21世纪科技前沿制高点的国家战略。美国国务院代表曾在“纳米安全会议”上表示，“保障纳米科技的健康可持续发展，是保持我们科技领先地位的国家战略”。为国家的纳米科技保驾护航，是纳米安全性研究的重要目标之一。

同时，纳米安全事关国家重大利益。纳米产品和纳米技术的安全性，将成为影响纳米产业国际竞争力的关键因素之一。纳米产品的安全性问题正在成为发达国家限制“市场准入”的策略，而中国正在成为工业纳米材料的生产大国。因此，能否抢先制定、提出各种纳米材料的安全指标，率先获得国际认可，事关我国的国家利益。

过去的一年，国际上召开了多达16次与“纳米安全性”相关的会议。各国政府、科学界、企业界等纷纷发表关于人造纳米材料安全性的调研报告。2005年11月17日，美国国会举行“纳米安全”听证会，建议政府建立“国家纳米技术毒理学计划”。美国国家纳米技术协调办公室主任Clayton Teague宣布，“联邦政府决定优先支持纳米毒理学研究。”英国皇家学会与日本科学协会发表声明：“开展人造纳米颗粒对人体健康和环境安全的研究，十分迫切。”2005年下半年，欧美各国除了急剧增加研究经费以外，在国家层面上，6个月之内对“纳米安全性问题”采取了12次紧急行动。以欧美国家为首的各国政府相继组织力量，研究人造纳米材料对健康的影响，寻找纳米安全性问题的解决方案。

《科学时报》：“973”启动纳米安全研究的重要意义在哪里？

赵宇亮：从科学的角度，人造纳米结构或纳米颗粒与生命体的相互作用过程是一个未知领域，存在许多新现象、新问题、新规律。而生命过程本身，又是发生在纳米尺度上的一系列复杂有序的生物化学或物理过程。因此，无论对纳米科技的发展或者对理解生命过程本身，都孕育着新的挑战和机遇，蕴藏着取得重大科学突破的机会。

由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等，纳米材料具有特殊的物理化学性质。在进入生命体后，它们与生命体相互作用所产生的化学特性和生物活性与化学成分相同的常规物质有很大不同，有可能给人类健康带来严重损害，并成为许多重大疾病的诱因。伦敦大雾是一个众所周知的例子，这场大雾之后，伦敦有许多人突然死亡。科学家分析研究的结果，认为主要是空气中细小的纳米颗粒大量增加造成的。

有研究表明，一些人造纳米颗粒在很小剂量下也容易引起靶器官炎症；容易导致大脑损伤；容易使机体产生氧化应激；容易进入细胞甚至细胞核内。目前随纳米尺寸减小而生物毒性增大的趋势令世界各国科学家关注。最近有研究表明，城市空气中的超细颗粒物对居民的发病率和死亡率的影响，比看得见的大颗粒物要严重得多。近十年来城市里大颗粒物浓度在下降，但是超细颗粒物浓度却在上升。也有科学家怀疑原因不明疾病与空气里纳米颗粒的影响与传播存在关联。随着工业化进程的推进，柴油车尾气、电焊产生的气体、工业烟囱排出的浓烟，以及垃圾燃烧、大雾、沙尘暴等排放和产生的物质，都使大气中含有天然和工业生产所带来的纳米颗粒。

中国正在成为纳米材料研究和生产的大国，如何驾驭纳米科技，使之造福而不是伤害人类，既是科学界面临的挑战，也已成为各国政府前沿科技发展战略与健康安全的国家需求。我国纳米安全性研究虽然起步较早，但力量分散、资金不足。这种现状已严重制约我国纳米科技的发展和国际声誉。“973”项目启动“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索”，将通过开展生物学、医学、化学、物理学与纳米科学的交叉研究，为纳米安全提供科技支撑。

《科学时报》：本项目将主要解决哪几个方面的科学问题？

赵宇亮：通过这一项目我们希望解决的关键科学问题有：生物屏障对纳米颗粒的防御能力，通过研究不同特性的纳米颗粒与主要生物屏障（如皮肤、肺泡—毛细血管屏障、血脑屏障）相互作用的基本规律，揭示纳米颗粒进入体内的关键途径和机制。进入体内的纳米颗粒在生物体内的特殊行为，通过研究在各种体液环境下纳米颗粒的动态变化及其引发的生物体内局部微环境的变化，了解其与疾病的相互关系问题。特殊生物化学行为所导致的纳米生物（毒理）学效应，通过建立体内纳米颗粒的实时、定量探测的创新性方法，研究不同纳米颗粒、不同剂量、不同暴露途径下的毒代动力学、引发的机体应激反应、作用靶器官的变化等。此外，还将开展纳米生物（毒理）学效应机制与纳米特性的关系、纳米安全性模型或半经验模型等方面的研究。

未来五年，我们将从纳米科技整体发展的国家需求出发，选择在我国大规模生产的典型纳米材料以及具有极大发展前景的纳米药物作为研究对象，从分子、细胞、器官到整体生物水平上，系统地揭示纳米材料与生命过程相互作用的共性规律，发展纳米安全生物效应预测模型，探索纳米安全性问题解决方案，获得具有国际影响力的重大成果，为国家纳米科技整体发展所急需的安全性和国际竞争力提供有力保障。

正如中国科学院常务副院长白春礼院士指出的那样：“纳米技术安全性的研究，不仅是科学家的社会责任，同时对这一领域的深入研究，会更有效地促进纳米科技的健康发展。通过对这一领域的研究，不仅会为纳米技术产品的安全应用提供指导，消除由于不知道是否安全而导致的恐慌，而且在这个过程中发展起来的新技术，还会用于更有效的监测、分析，乃至减少业已存在于我们生活中的纳米物质、微米物质可能造成的污染。纳米技术有可能成为第一个在其可能产生负面效应之前，就已经过认真研究，引起广泛重视，并最终能安全造福人类的新技术。”