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纳米技术的形象是时尚、现代和清洁的。但这并非它的真实情况。
事实证明，设计和制造如此微小的材料，以至于 100,000 个这样的材料可以舒适地排列在一根头发的宽度上，需要吸收大量的能量，而且绝非干净整洁。
华盛顿律师、美国环保署前污染预防和有毒物质办公室主任马克·格林伍德说：“你可以用非常脏乱的工艺制造出非常环保的产品。”
对于纳米技术研究人员来说，这种“非常脏乱的工艺”是一个问题，他们试图研究更高效的电池、更高性能的太阳能电池、更有效的水净化器和更灵敏的污染物探测器等。
想想净化纳米材料以去除不需要的化学物质需要什么。俄勒冈大学教授詹姆斯·哈钦森说，传统上，这需要反复使用溶剂——而且要用很多。
哈钦森说：“如果你用溶剂清洗，你就会浪费大量溶剂。”“这是我们能够看到的最大浪费贡献。如果你考虑对此进行生命周期分析，你会看到热点在哪里，并考虑其他不需要溶剂的纯化方法。”
哈钦森和其他人正试图用“绿色化学”技术来解决纳米技术问题，这种技术强调减少或消除有害物质并节约能源和资源的材料、产品和工艺。他针对溶剂浪费的解决方案是：一种纳米过滤膜，可以将纳米材料与其余部分分离。
哈钦森的工作是俄勒冈大学一项更大努力的一部分，研究人员称之为绿色纳米科学。2005 年，哈钦森启动了更安全的纳米材料和纳米制造倡议，该倡议由空军资助，旨在开发纳米技术，以确保高性能，同时不威胁人类健康或环境。
由于纳米技术仍然是一个新兴领域，科学家们认为有机会使其环境安全。“现在是思考如何使这种东西清洁和环保的时候了，”伍德罗·威尔逊中心新兴纳米技术项目主任大卫·雷杰斯基说。
但这项技术正在突飞猛进，机会不太可能持续太久。
雷杰斯基说：“我们真的有可能推出一个全新的纳米基础设施，但它不会是绿色的。”“而且它现在也不是绿色的。纳米技术建立在棕色生产基础设施之上……而我们在这个领域的投资严重不足。”
联邦政府每年在其国家纳米技术倡议（NNI）上花费约 15 亿美元，这是一项于 2001 年启动的研发工作。但雷杰斯基表示，政府目前专注于评估风险，而不是从一开始就避免风险。
哈钦森则指出一项众议院法案，该法案将通过要求 NNI 制定短期和长期目标并评估实现这些目标所需的资金来加强环境、健康和安全研究。
哈钦森说：“我们还没有看到那项投资，但我们已经看到人们认识到投资的重要性。”
怀疑论
考虑到仍然存在的未知数，并非所有人都像其他人一样确信绿色化学技术可以有效地应用于纳米技术。
萨里大学国际工业生态学会主席兼教授罗兰·克利夫特说：“我们不知道毒性问题是什么。”“在无知的情况下，你如何应用绿色化学的原则？”
瑞典查尔姆斯理工大学副教授比约恩·桑登说，挑战不仅限于纳米设计，因为没有人知道纳米颗粒的命运——它们是否会生物降解，或者它们如何与环境相互作用。
桑登问道：“即使你将材料设计为对环境无害，你怎么知道你是否成功了？”“你能看到未来所有的后果吗？”
为了解决这些担忧，俄勒冈州的倡议侧重于了解纳米材料的结构如何影响其环境或生物相互作用。
为此，研究人员正在检查各种纳米材料的尺寸、形状、成分和涂层。哈钦森说，到目前为止，他们已经研究了九种，并调查了数百种。目标是彻底了解每种纳米材料，以便可以以无害的方式进行设计。
科学家们还在寻找设计新材料来替代现有有毒材料的方法。
哈钦森说：“我们还有很多工作要做。”“最终，我们希望制定设计规则，以便您可以设计出具有所需功能且环保的材料。”
底线
为了让绿色纳米技术真正腾飞，公司必须看到使用“更绿色”工艺的经济优势，这可能是因为这通常意味着更高效的工艺。
哈钦森说，在学术界，研究人员必须考虑到其材料和技术的经济性。任何工艺都必须性能更好、成本更低且更环保，研究才能继续进行。
哈钦森说：“如果我们不能解决这些问题，它可能是一个不错的学术成果，但它不会对市场产生影响。”
格林伍德说，许多公司也开始认识到绿色纳米技术可能对其盈利有利。大多数能源、医学和其他先进领域的纳米应用仍在大学和公司的实验室中开发。
相比之下，消费品中更简单的应用已经开始销售。根据新兴纳米技术项目的数据，市场上已有 800 多种制造商识别的、支持纳米技术的产品。新的纳米技术消费产品正以每周三到四种的速度上市。
格林伍德说，大多数纳米材料生产商都在考虑其技术的整个生命周期，包括管理生产产生的废物流。这使得更高效的工艺理念更具吸引力。
格林伍德说：“如果可以简化，那就更好了。”
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