奈米科技

作者 amies (Oui~) 站內 Nano-News 標題 Re: 奈米科技 時間 Sat Nov 1
00:11:29 2003

奈米科技宛如新一代的工業革命,於先進國家正如火如荼的的展開
其研發。美國總統於2004年的預算分配了近八億五千萬美元予國家奈
米科技啟動計劃(National Nanotechnology Initiative);今年五月
美國國會也通過於未來三年總計近二十四億美元的奈米科技研究法案。

  美國國家科學基金會(National Science Foundation)預測到2015
年奈米科技可能成長到每年一百萬兆的工業產值。而於國內,政府今年
正式推動「奈米國家型科技計畫」,擬於六年內投入新台幣231億元的
經費,並且希望在2010年達到新台幣1兆元的產值。 在奈米科技的研究
正熱烈地展開時,卻有不少人士以不同的觀點開始審慎的反向思考,評
估奈米科技可能的負面影響。例如著名的昇陽電腦(Sun Microsystems)
公司創辦人之一比爾﹒喬伊(Bill Joy),極力反對無約束性的奈米發展
,於其刊登於2000/4 Wired中的文章“Why the future doesn’t need
us造具備自我複製功能的微型機器人(nanobots)會發狂,造成世界的混亂。

  最近由Michael Crichton(侏羅紀公園與急診室的春天作者)所著作
的小說“奈米獵殺 ”(洪蘭教授翻譯,遠流出版),即將未來一些奈米
機器描繪成超微小的、無法控制的、足以引爆全面恐慌的恐怖份子。
於歐洲以反對人造基因食物出名的 The Action Group on Erosion,
Technology and Concentration(ETC),也於今年年初要求幾乎是暫
時終止奈米科技的研發,一直到能實施奈米微粒處理的管理標準草案為止。

  今年六月並與行動主義團體如綠色和平組織與英國遺傳學監督機構
(GeneWatch U.K.)於歐洲議會發起一項會議,接櫫其理想。ETC計劃管理
Jim Thomas認為由於奈米微粒在毒性上所承擔的風險,因此急需要對其
處理方式獲得一致的實驗室協定。 綠色和平組織於7月24日在New
Scientist發表了一篇研究報告,討論奈米科技對環境與社會的影響,呼
籲業界提供較目前更多的經費用於相關研究,以表示其對環境關懷的承諾
。綠色和平組織在思索是否量子點、奈米微粒以及其他丟棄式奈米元件會
構成一個新類別的非生物分解式污染物,而科學家對其了解卻不多。報告
也檢視了醫學倫理、奈米對立(註:nano-divide,國家之間能否進入奈米
科技領域所帶來的對立與差距)、奈米科技的破壞性應用以及公眾對此科技
的接受程度。

  但報告中對於要如何更進一步展開其所關心的議題,則並未提出新的、
具體的科學論點;內容反而是根據之前所發表過的新聞報導,以及由類似ETC
團體所收集的相關科學研究與資訊。總體而言,該報告聲稱奈米科技對於社會
關聯性的研究遠落後於科學研究與其商品化成果展示,政府與業界應該付出
更多,並置身於由奈米科技所引起的環境、醫學與倫理挑戰之前。

   美國加州柏克萊大學A. Paul Alivisators 則稱停止奈米科技的研發極
不道德,特別是在醫藥與能源上,因其奈米科技的潛在利益不可忽視。其他的
學者也認為研發的暫停不僅不需要也不實際,因為僅會讓研究轉為地下化而已
。密西根大學醫學院生物奈米科技中心主任,James R. Baker, Jr. 則認為如
果研究能公開,而且由主管機構進行審查並相互討論,同時在科學期刊上由其
他的研究學者與以複審,即可獲得超出所需的監督,並保證環境或生物議題都
妥為處理。

   美國奈米商業聯盟執行董事 Mark Modzelewski對綠色和平組織的批評更
為尖銳,認為該組織於7月24日發表的報告為科技業界的恐怖主義活動。他推論
這些團體會注意到奈米科技,是因為奈米科技被認為是下一個工業革命,所以
他們打算延緩奈米科技的進展、創造恐懼、使大眾不安,造成工業與技術進展
的阻礙,因為綠色和平組織在基因改造食品(genetically-modified food)的反
對運動上頗有收獲,所以這是他們再次表現的大好機會。
而奈米科技的主流研究人員則爭論,若干對奈米科技未來發展的預測情景是不
可能發生的不過許多科學家同意這個迅速成長的領域其所可能帶來的衝擊與影響
,值得進一步的加以檢視。有些科學家則以更審慎的角度來檢視這個新興科技,
希望能未雨綢繆對其不可預測的將來加以規範與約束,例如前瞻協會(Foresight
Institute) 及分子奈米科技製造協會 (Institute for Molecular
Manufacturing)於2000年所修訂的分子奈米科技研發規範(Foresight Guidelines
on Molecular Nanotechnology)草稿3.7版,其目的是要對分子奈米科技提供一
個負責任的研發基礎。試舉其開發原則瑩瑩大者如下:

1. 人造複製機器絕不能在自然的、沒有控制的環境中複製。
2.一個能自複製的製造系統環境條件之內,要阻止其演化。
3. 任何被複製的訊息均不能含有錯誤。
4. 分子奈米科技元件設計應該明確的限制其擴散,並且對任何複製系統需提
供可溯性。 …等等。

奈米微粒對生物組織的影響研究也次第展開中,但是今年年初於美國新奧爾良
所舉行的美國化學學會全國會議有關奈米微粒毒理學的研究顯示,奈米科技對
生物影響的疑義一點也不明確。依據詹森太空中心Chiu-wing Lam所進行之三種
碳奈米管材料對老鼠肺功能的影響試驗,將含有不同數量鐵金屬與鎳金屬的碳
奈米管懸浮液或對照粉塵置入老鼠的氣管,在7至90天之內對老鼠肺部進行檢驗
,研究人員發現碳奈米管會引起與劑量有關的反應,在碳奈米管材料週遭會發
生炎症反應(inflammation)與組織壞死(tissue death),科學家聲稱於
其試驗條件,如果碳奈米管侵入肺部會比石英材料(quartz)更具有毒性。相對的
,由杜邦公司David B. Warheit所帶領的碳奈米管試驗卻顯示其副作用較低,雖
然曝露在碳奈米管下的老鼠,於最初的24小時內有15%的老鼠會死亡,不過科學家
確定其死因為奈米微粒黏著在一起所造成的窒息
,其他存活的老鼠確實有肺部發炎的初期表徵,不過與劑量無關。除此之外,發炎
反應僅持續了一週,而石英微粒所造成的持續反應長達三個月(喔喔,題外話:七月
份的中國時報曾刊出飛灰廠僱用非成年國中生打工的新聞,飛灰是一種石英與鋁酸鹽
的混合物)。兩個研究團隊都認為必須再進行動物對空氣中奈米微粒反應的更進一步
研究。 會議中發表的另一場論文,羅徹斯特大學的Gunter Oberdorster對老鼠吸入
聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene, PTFE, 鐵弗龍)奈米等級微粒的研究結果顯示
,當呼吸的空氣中含有20奈米直徑的PTFE微粒時,四小時內將使大部份的老鼠致死。
然而,當微粒直徑超過130奈米時,毒性副作用顯著的降低。

  會議中的許多科學家則警告關於奈米微粒毒性所做的一些發現仍僅為初步研究。
德州萊斯大學(Rice University)化學教授也是生物與環境奈米科技中心主任 Vicki
L. Colvin 認為目前所能獲得之研究進展,僅能歸類為第一章或此主題的序言而已
。 事實上,美國
對此問題也相當重視,今年四月眾議院科學委員會舉行了場聽證會,對2003年的奈
米科技研究與研發法案,以及奈米科技其潛在的社會與道德關聯性進行討論。美國
眾議院與參議院正推動相關法案(眾議院766號法案與參議院189號法案),要求美國
政府提供經費以進行民生奈米科技對社會、經濟與環境所造成的衝擊。

  五月七日眾議院通過了766號法案,授權近二十四億美元予美國科學基金會、國
防部、商業部、太空總署與環境保護總署,於三年內進行奈米科技的研究發展計畫。
參議院商業委員會則於六月通過一項法案,每年將授權五百萬美元經費給與特別的美
國奈米科技準備中心,對與奈米科技有關的道德議題進行調查,而參議院本身也預期
於夏末批准此項立法,兩院並將就差異性進行協調。 美國工商業界對奈米科技的發
展則是積極性的期待多於戒慎,美國國家製造協會的Russell Shade稱:“連續三十一
個月來,美國失業人數已累積至人,所以在技術精密複雜性與產能上,美國必須更努
力的居於世界領先地位,這是再也清楚不過的事情了。美國完全不能夠在奈米科技的
世界領先賽中失敗,毫無疑問的,這場競賽從實驗室開始”。英特爾公司的Douglas
B. Comer說到:“眾議院766號法案是美
國繼續其新科技研發領先地位的重要基石之一,如果缺乏持續基本研究所需要的經
費,相較於以更高比例GDP致力於基本研究的其他外國競爭者,美國將面臨失去此成
長科技龍頭地位的風險”。

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