对纳米技术的理解

理论意义

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纳米技术又称纳米技术,是研究结构尺寸在1 nm到100 nm之间的材料的性质和应用的技术。1981年扫描隧道显微镜发明后,一个长度为1到100纳米的分子世界诞生了。它的终极目标是通过原子或分子直接构造出具有特定功能的产品?[2]?。因此,纳米技术实际上是用单个原子和分子制造物质的技术。

从目前的研究来看,关于纳米技术有三个概念:

第一个是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在其著作《创造的机器》中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使结合分子的机器实用化,从而可以任意结合各种分子,制造出任何一种分子结构。这个概念的纳米技术并没有取得重大进展。

第二个概念将纳米技术定义为微加工技术的极限。即通过纳米精度的“加工”人工形成纳米级结构的技术。这种纳米级的加工技术也让半导体小型化达到了极限。即使现有技术继续发展,理论上最终也会达到极限,因为如果电路的线宽逐渐减小,形成电路的绝缘膜会变得极薄,破坏绝缘效果。此外,还有发热、颤抖等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新的纳米技术。

第三个概念是从生物学角度提出的。原来生物在细胞和生物膜中都有纳米级的结构。DNA分子计算机和细胞生物计算机的发展已成为纳米技术的重要内容。

用纳米技术在IBM中排列氙原子

主要内容

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纳米技术是一门交叉性很强的综合性学科,研究内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技主要包括:

纳米系统物理、纳米化学、纳米材料、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和三个研究领域:纳米材料、纳米器件和纳米尺度的检测与表征。纳米材料的制备和研究是整个纳米技术的基础。其中,纳米物理和纳米化学是纳米技术的理论基础,纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

纳米纤维

65438-0993年,第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开,将纳米技术分为纳米物理、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学六个分支,促进了纳米技术的发展。由于这项技术的特殊性、神奇性和普遍性,吸引了世界各地许多优秀的科学家对其进行努力研究。纳米技术一般是指纳米级(0.1-100nm)的材料、设计、制造、测量、控制和产品技术?[3]?。纳米技术主要包括:纳米级测量技术:纳米级表面物理力学性能检测技术:纳米级加工技术;纳米粒子的制备技术;纳米材料;纳米生物技术;纳米组装技术等。

纳米技术包括以下四个主要方面:

1.纳米材料:当一种物质达到纳米尺度,大约是0.1-100纳米,物质的性质会突然发生变化,出现特殊的性质。这种具有不同于原来的原子、分子和宏观物质的特殊性质的材料,被称为纳米材料。

如果只是纳米尺度的材料,没有特殊性质,就不能称之为纳米材料。

以往人们只关注原子、分子或宇宙空间,往往忽略了这个实际上大量存在于自然界的中间场,而之前并没有意识到这个尺度范围的表现。日本科学家是第一个真正认识到其特性并引用纳米概念的人。他们在20世纪70年代通过蒸发制备超微离子,发现一种导电导热的铜银导体制成纳米尺度后,失去了原有的性质,既不导电也不导热。磁性材料也是如此,比如铁钴合金。如果做成20-30纳米左右的尺寸,磁畴就会变成单磁畴,其磁性会比原来高1000倍。20世纪80年代中期,人们正式将这类材料命名为纳米材料。

为什么磁畴变成单一磁畴,磁性比原来高1000倍?这是因为单个原子在一个磁畴中的排列不是很有规律,但是单个原子中间有一个原子核,外面有电子围绕,这就是磁性形成的原因。但变成单磁畴后,单原子有规律地排列,对外表现出很强的磁性。

这种特性主要用于制造微型电机如果技术发展到一定时间,用于制造磁悬浮,可以制造出速度更快、更稳定、更节能的高速列车。

2.纳米动力学:主要是微型机械和微型电机,或称微机电系统(MEMS),用于传动机械、光纤通信系统、特种电子设备、医疗和诊断仪器等的微型传感器和执行器。它采用了一种类似于集成电器设计和制造的新技术。特点是零件很小,刻蚀深度往往需要几十到几百微米,宽度误差很小。这种工艺也可用于制造三相电机、超高速离心机或陀螺仪。在研究中,应相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦。虽然它们目前还没有真正进入纳米尺度,但却具有巨大的潜在科学和经济价值。

从理论上讲,微电机和检测技术可以达到纳米量级。

3.纳米生物学和纳米药理学:比如用纳米粒径的胶体金将dna颗粒固定在云母表面,用二氧化硅表面的叉指电极进行生物分子间相互作用的实验,导电磷脂和脂肪酸的双层平面生物膜,dna的精细结构。有了纳米技术,你还可以通过自组装将零件或组件放入细胞中,形成新材料。约一半的新药,即使是微米级颗粒的细粉,也不溶于水;但如果颗粒是纳米级的(即超细颗粒),则可以溶于水。

当纳米生物发展到一定技术时,可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞,将癌细胞的生物医学吸收注射到人体内,用于定向杀伤癌细胞。(这是一个古老的筹款方式)

4.纳米电子学:包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电特性、纳米电子材料的表征、原子操纵和组装。当前电子技术的趋势要求设备和系统更小、更快、更冷、更小,这意味着更快的响应。更冷意味着单个设备的功耗更小。但是更小并不是无限的。纳米技术是建设者的最后一个前沿,它的影响将是巨大的。

历史的发展

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纳米技术的灵感来自于已故物理学家理查德·费曼1959的一次题为“底部还有很大空间”的演讲。在加州理工学院教书的教授向他的同事提出了一个新想法。自石器时代以来,人类所有的技术,从磨利箭到光刻芯片,都与一次性切割或融合数亿个原子有关,以便将物质制成有用的形式。费曼问,为什么不能从单个分子甚至一个原子换个角度组装来满足我们的要求?他说:“至少在我看来,物理定律不排除一个原子一个原子地制造东西的可能性。”

20世纪70年代,科学家们开始从不同角度提出关于纳米技术的想法。1974年,科学家诺里奥·谷口首次使用纳米技术一词来描述精密加工。

1981年,科学家发明了研究纳米的重要工具扫描隧道显微镜,为我们揭示了一个可见的原子和分子世界,对纳米技术的发展起到了积极的推动作用。

1990,

理查德·费曼

IBM阿尔马登研究中心的科学家成功重排了单个原子,纳米技术取得了关键突破。他们使用一种叫做扫描探针的设备,将35个原子慢慢移动到各自的位置,形成了IBM的三个字母。这证明费曼是对的,两个字母加起来不到三纳米长。很快,科学家不仅可以操纵单个原子,还可以“喷原子”。利用分子束外延,科学家们已经学会了如何制作极薄的特殊晶体薄膜,一次只能制作一层分子。这种技术用于现代制造计算机硬盘读写头。著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼(Richard feynman)预言,人类可以用小机器制造更小的机器,最后他们会按照人类的意愿一个一个地排列原子,制造出产品。这是最早关于纳米技术的梦想?[4]?。

1990年7月,首届国际纳米科技大会在美国巴尔的摩召开,标志着纳米科技的正式诞生。

1991年,碳纳米管被人类发现。它们的质量是同体积钢的六分之一,但强度却是钢的10倍,成为纳米技术研究的重点。诺贝尔化学奖获得者斯莫利教授认为,碳纳米管将是未来最好纤维的首选材料,也将广泛应用于超微电线、超微开关和纳米电子电路。

1993年,继1989年斯坦福大学移动原子团“书写”斯坦福大学的英文,1990年IBM用35个氙原子将“IBM”驱逐出镍表面后,中科院北京真空物理实验室操纵原子自如,成功书写“中国”二字,标志着中国开始在国际纳米技术领域占据一席之地。

1997年,美国科学家首次成功利用单电子移动单电子。预计2017年后,将成功研制出速度和存储能力都提升数千倍的量子计算机。

1999年,巴西和美国科学家在对碳纳米管进行实验时,发明了世界上最小的“秤”,其重量可以达到一个物体的十亿分之一克,相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家开发了一种可以称量单个原子的秤,打破了由美国和巴西科学家共同创造的记录。

到1999,纳米技术逐渐进入市场,基于纳米产品的年营业额已经达到500亿美元。

2001,一些国家制定了相关战略或计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地?[5]?。日本成立了纳米材料研究中心,将纳米技术纳入新五年科技基本计划的研发重点;德国建立了纳米技术研究网络;美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心。美国政府部门对纳米技术基础研究的投入从1997年的65438+116万美元增加到2006年的4.97亿美元。中国也将纳米技术列为中国“973计划”大力发展,并对其相关产业给予大力支持。

应用领域

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英特尔cpu

目前,纳米技术的研究和应用主要在材料与制备、微电子与计算机技术、医药与健康、航天与航空、环境与能源、生物技术和农产品等领域。纳米材料制成的设备重量更轻,硬度更强,使用寿命更长,维护成本更低,设计更方便。纳米材料还可以用来制造具有特定性质的材料或自然界不存在的材料,制造生物材料和仿生材料?[6]?。

1,纳米是几何尺寸的度量单位,1纳米=百万分之一毫米。

2.纳米技术推动了技术革命。

3.纳米技术制成的药物可以堵塞毛细血管,“饿死”癌细胞。

4.如果在卫星上使用纳米集成器件,卫星会更小,更容易发射。

5.纳米技术是多科学的综合,有些目标需要很长时间才能实现。

6.纳米技术、信息科学技术和生命科学技术是当前科学发展的主流,它们的发展将使人类社会、生存环境和科学技术本身变得更好。

7.纳米技术可以观察患者体内癌细胞的病理变化和情况,以便医生对症下药。

测量技术

纳米级测量技术包括:纳米级尺寸和位移的精密测量,纳米级表面形貌测量。纳米级测量技术主要有两个发展方向。

一种是光学干涉测量法,利用光的干涉条纹来提高测量的分辨率。其测量方法包括:双频激光干涉法、光外差干涉法、X射线干涉法、F-P标准工具测量法等。它可用于长度和位移的精确测量,也可用于表面微观形貌的测量。

第二种是扫描探针显微测量技术(STM),其基本原理是基于量子力学的隧道效应。其原理是用非常尖锐的探头(或类似方法)(探头实际上并不与被测表面接触)扫描被测表面,借助纳米级的三维位移定位控制系统测量表面的三维微立体形貌。它主要用于测量表面的微观形貌和尺寸。

利用这一原理的测量方法包括扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)。

加工工艺学

纳米级加工是指具有纳米级精度的加工技术。

因为原子间的距离是0.1-0.3nm,纳米加工的本质是切断原子间的成键,实现原子或分子的去除,而切断原子间的成键所需的能量必须超过物质原子间的成键能,也就是种植的能量密度非常大。用传统的切割和研磨方法加工纳米级是相当困难的。

到2008年,纳米加工已经有了很大的突破。比如用电子束光刻(UGA技术)加工VLSI时,可以实现0.1μm线宽的加工;离子刻蚀可以去除微米级和纳米级的表面材料;扫描隧道显微镜可以移除、扭曲、添加和重组单个原子。

颗粒制备

纳米粒子的制备方法很多,可分为物理方法和化学方法。

纳米技术制成的服装

纳米技术的应用——计算机磁盘

真空冷喂料法:通过真空蒸发、加热、高频感应使原料汽化或形成等颗粒,然后淬火。其特点是纯度高,晶体结构好,程度可控,但对技术设备要求高。

物理粉碎法:通过机械粉碎、电火花爆炸等方法获得纳米颗粒。其特点是操作简单,成本低,但晶体产品纯度低,沿晶粒分布不均匀。

机械球磨法:采用球磨法,控制适当的条件,获得纯元素、合金或复合材料的纳米颗粒。其特点是操作简单,成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。

气相沉积法:通过金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点是产品纯度高,粒度分布窄。

沉淀法:在盐溶液中加入沉淀剂反应后,对沉淀进行热处理,得到纳米材料。其特点是简单易行,但纯度低,粒径大,适合于制备载体。

纳米技术制成的服装

水热合成法:在高温高压的水溶液或蒸汽中合成,然后分离、热处理得到纳米颗粒。其特点是纯度高,分散性好,粒径容易控制。

溶胶-凝胶法:金属化合物通过溶液、溶胶、凝胶固化,然后经过低温热处理生成纳米颗粒。其特点是反应物种多,产物颗粒均匀,过程容易控制,适用于氧化物和11-VI化合物的制备。

Hui乳液法:二:不互溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在Hui泡沫中成核、团聚、凝聚、热处理后得到纳米粒子。其特征粒子具有良好的单分散性和界面,11-VI半导体纳米粒子多采用该方法制备。

水热合成——在水溶液或蒸汽等流体中高温高压下合成,然后经过分离和热处理得到纳米颗粒。其特点是纯度高,分散性好,粒径容易控制。

材料合成

自1991年Gleiter等人率先制备纳米材料以来,经过10年的发展,纳米材料取得了长足的进步。现在的纳米材料种类繁多,分为金属材料、纳米陶瓷材料、纳米半导体材料、纳米复合材料、纳米高分子材料等等。纳米材料是超颗粒材料,被称为“21世纪的新材料”,具有许多特殊的性质。

比如纳米尺寸的金属粉末烧结而成的材料,强度和硬度都比原来的金属高很多,纳米尺寸的金属实际上已经从导体变成了绝缘体。一般的陶瓷脆弱易碎。而纳米粉体烧结的陶瓷不仅强度高,而且韧性好。纳米材料的熔点会随着超细粉体直径的减小而降低。比如金的熔点是1064℃,但是10nm的金粉熔点降低到940℃,snm的金粉熔点降低到830℃,这样就可以大大降低烧结温度。纳米陶瓷的烧结温度远低于原始陶瓷。纳米催化剂被添加到汽油中。可以提高内燃机的效率。

加入固体燃料可以加速火箭。该药物被制成纳米粉末。可以注射到血管中,顺利进入微血管。

疾病诊断

目前常规的影像技术只能检测到组织中癌症引起的可见变化,而此时已经有成千上万的癌细胞生成并可能转移。而且即使已经能看到肿瘤,由于肿瘤本身的类别(恶性或良性)和特点,还需要通过活检来确定有效的治疗方法。如果将癌细胞或癌前细胞以某种方式标记出来,就可以用传统设备检测出来,更有利于癌症的诊断。

要达到这个目的,有两个必要条件:一种技术可以特异性识别癌细胞,并使识别出的癌细胞可见。纳米技术可以满足这两点。例如,金属氧化物的表面涂有抗体,该抗体可以特异性识别癌细胞表面上过表达的受体。

由于金属氧化物在磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)下会发出高对比度信号,一旦进入体内,这些金属氧化物纳米颗粒表面的抗体就会选择性地与癌细胞结合,从而使检测仪器能够有效地识别癌细胞。同样,金纳米粒子也可以用于增强内窥镜技术中的光散射。纳米技术可以将识别癌症类型和不同发展阶段的分子标记可视化,这样医生就可以看到传统成像技术无法检测到的细胞和分子。

在与癌症的斗争中,一半的胜利是由于早期发现。纳米技术使癌症的诊断更早、更准确,并可用于治疗监测。纳米技术还可以增强甚至彻底革新组织和体液中生物标志物的筛选。由于各种分子的表达和分布的差异,癌症和癌症之间以及癌细胞和正常细胞之间存在差异。随着治疗技术的发展,在确定治疗方案时,需要同时检测多种癌症生物标志物。

纳米粒子,如量子点,可以根据自身大小发出不同颜色的光,可以达到同时检测多种标志物的目的。涂有抗体的量子点发出的激发光信号可用于筛查某些类型的癌症。不同颜色的量子点可以结合各种癌症生物标志物抗体,便于肿瘤学家通过看到的光谱区分癌细胞和健康细胞。

包装技术

由于刻蚀技术在纳米尺度上已经达到极限,组装技术将成为纳米技术的重要手段,受到人们的极大关注。

纳米组装技术是通过机械、物理、化学或生物方法将原子、分子或分子聚集体组装起来,形成功能结构单元。组装技术包括分子有序组装技术、扫描探针原子、分子重定位技术和生物组装技术。有序分子组装是通过分子间的物理或化学相互作用,形成有序的二维或三维分子体系。目前分子有序组装技术及其应用研究的最新进展主要是LB膜的研究和相关特性的发现。生物大分子的识别和组装。蛋白质和核酸等生物活性大分子的组装需要商密度取向,这对于制备高性能生物传感器、开发生物分子器件和研究生物大分子之间的相互作用非常重要。在组装lgG生物大分子的过程中,首次利用抗体活性片段的识别功能来组装活性生物大分子。这一重要进展使生物分子的定向组装取得了新的突破。

除上述几种组装外,长链聚合物分子的有序组装、桥联自组装技术以及有序分子膜的应用研究也取得了进展。纳米加工技术还可以用于原子级别的材料加工,使加工技术进入更细致的深度。纳米结构自组装技术的发展将在纳米机械、纳米机电系统和纳米生物学方面取得突破。

中国在纳米技术领域的科学发现和产业化研究方面具有一定优势。美、日、德等现代国家处于国际第一梯队的前列。虽然近代中国已经建立了一定数量的纳米材料生产基地,但纳米技术的开发和应用也已经兴起,并初步实现了产业化。要实现纳米的大规模低成本工业化生产还有很多工作要做,只有依靠大量的资金和高科技投入才能获得高额的利润回报。

生物技术

纳米生物学是在纳米尺度上研究细胞内各种细胞器的结构和功能。研究细胞内、细胞与整个有机体之间物质、能量和信息的交换。纳米生物学的研究主要集中在以下几个方面。

DNA研究在形态观察、特性研究和基因改造三个方面取得了很大进展。

大脑功能研究

工作的目标是找出人类记忆、思维、语言和学习的高级神经功能和人脑的信息处理功能。

仿生学研究

这是纳米生物学的一个热点研究内容。现在已经取得了很多成绩。这是纳米技术的一个有前途的部分。

世界上最小的马达是生物马达——鞭毛马达。可以像螺旋桨一样旋转带动鞭毛旋转。

纳米陶瓷

。马达通常由10多个蛋白质群体组成,其结构就像一个人工马达。它由定子、转子、轴承和万向节组成。它的直径只有3nm,转速可高达15r/min,可在1 μ s内完成右转和左转的切换..利用外加电场可以实现加速或减速。旋转的动力来源是细菌中支撑马达的膜内外氮氧离子的浓度差。实验证明。细菌内外的电位差也能驱动鞭毛马达。现代人正在探索设计一种可以通过电位差控制的人造鞭毛电机驱动器。

日本三菱公司开发了一种视网膜芯片,可以模拟人眼处理视觉图像的功能。该芯片基于砷半导体。每个芯片包含4096个传感元件。有望进一步应用于机器人。

有人提议制造像环和棒一样的分子机器。将它们组装成计算机的电路单元。单元尺寸只有Inm,可以组装成超小型计算机,体积只有几微米,可以达到和现代常用计算机一样的性能。

在纳米结构自组装复杂徽机电系统的制造中,一个很大的问题是系统中各种部件的组装。系统越先进越复杂,装配问题就越难解决。蛋白质、DNA、细胞等。自然界中的各种生物都有极其复杂的结构。它们的生成和组装是自动的。如果能够了解和控制生物大分子的自组装原理,人类对自然的认识和改造必然会上升到一个全新的、更高的层次。

衍生产品

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机器人

纳米机器人是在分子水平上根据生物学原理设计制造的“功能分子器件”,也称分子机器人;纳米机器人的研究和发展已经成为科技前沿的热点。

2005年,许多国家都制定了相关战略或计划,投入巨资抢占纳米机器人这一新技术的战略高地。日前,《机器人时代》月刊指出,纳米机器人具有广泛的潜在用途,尤其是在医疗和军事领域。

每一项新技术的出现,似乎都蕴含着无限的可能性。用不了多久,只有分子大小的神奇纳米机器人将继续进入人类的日常生活。我国著名学者周海中教授在1990发表的关于机器人的文章中预言,到20世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。

雨衣雨伞

纳米雨衣伞是伞和雨衣的结合体,纳米伞有三折伞和直伞(总之收伞的时候有两种选择)。纳米雨衣可以由纳米伞改造而成,纳米雨衣不同于普通雨衣,因为纳米雨衣可以保证自己从头到脚绝对不湿。因为纳米材料,这把伞可以一下子干透。雨伞改造成雨衣后,这种雨衣穿着时轻轻一跳就能完全晾干。

防水材料

2014年8月4日,澳大利亚用新发明的面料做出了一件开创性的t恤。无论人们如何试图浸泡它,这件t恤都能保持良好的防水性能。

这件名为骑士的白色t恤是100%棉的。虽然表面看起来不起眼,但它的面料是通过应用“疏水”纳米技术编织而成的,这使得这款t恤能有效防止大部分液体和污渍的浸入。这款t恤可以机洗,防水功能最多可以经受80次清洗。它的面料具有天然的自洁功能,任何附着在上面的污渍都可以擦洗或用水清洗。

与其他含有化学物质的防水应用不同,t恤模仿了荷叶的天然疏水特性。这种织物的发明可能会对餐馆和咖啡馆产生革命性的影响。此外,这种布还可以用于医疗行业或医院。

潜在危险

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和生物技术一样,纳米技术也有很多环境和安全问题(比如体积小是否会避开生物的自然防御系统,是否可以生物降解,毒副作用有多大等等。).

社会危害

纳米粒子的危害

纳米材料(含有纳米颗粒的材料)的存在本身并不是一种危害。只有某些方面是有害的,尤其是它们的机动性和增强的反应能力。只有当某些纳米粒子的某些方面对生物或环境有害时,我们才能面对真正的危害?[7]?。

为了讨论纳米材料对健康和环境的影响,我们必须区分两种类型的纳米结构:

纳米复合材料、纳米表面结构或纳米元件(电子、光学传感器等。)用纳米尺寸的粒子组装在一个基体上,材料或器件也称为固定纳米粒子。

“自由”纳米粒子,无论单个纳米粒子是储存还是直接用于某些生产步骤。

这些游离纳米粒子可以是纳米尺寸的单一元素、化合物或复杂混合物,例如“包覆”纳米粒子或在一种元素上包覆有另一种物质的“核壳”纳米粒子。

现代公认的观点是,虽然我们需要关注具有固定纳米颗粒的材料,但自由纳米颗粒是最迫切的关注点。

因为纳米粒子与日常生活中的纳米粒子如此不同,以至于它们的有害影响无法从已知的毒性中推断出来。以这种方式讨论游离纳米粒子对健康和环境的影响具有重要意义。

更复杂的是,当我们讨论纳米颗粒时,我们必须知道,含有纳米颗粒的粉末或液体几乎从来不是单分散的,而是在一定范围内具有许多不同的尺寸。这将使实验分析更加复杂,因为大的纳米颗粒可能与小的纳米颗粒具有不同的性质。而且纳米粒子有聚合的趋势,聚合的纳米粒子有着与单个纳米粒子不同的行为。

健康问题

纳米颗粒进入人体有四种途径:吸入、吞咽、皮肤吸收或医疗过程中有意注射(或从植入物中释放)。一旦进入人体,它们就具有高度的流动性。在某些情况下,它们甚至可以穿过血脑屏障。

纳米粒子在器官中的行为仍然是一个有待研究的大课题。基本上,纳米粒子的行为取决于它们的大小、形状以及与周围组织的相互作用。它们可能会导致吞噬细胞(吞噬和破坏外来物质的细胞)的“过载”,从而引起防御性发热,降低身体的免疫力。它们可能在器官中积累,因为它们不能降解或降解缓慢。另一个担心是它们与人体内某些生物过程发生反应的潜在危险。由于表面积巨大,暴露在组织和液体中的纳米粒子会立即吸附它们遇到的大分子。例如,这将影响酶和其他蛋白质的调节机制。

环境问题

主要担心的是纳米粒子可能会造成未知的危害。

社会风险

纳米技术的使用也有社会风险。在仪器层面,还包括纳米技术在军事领域运用的可能性。(比如给士兵配备植入物或者其他手段,在麻省理工学院士兵纳米技术研究所[1]有研究,还有纳米探测器增强的监控手段。

在结构层面,纳米技术的批评者指出,纳米技术开启了一个由产权和公司控制的新世界。他们指出,就像生物技术操纵基因的能力伴随着生命的专利一样,纳米技术操纵分子带来了物质的专利。在过去的几年里,获得纳米级专利就像淘金热一样。2003年批准了800多项纳米相关专利,而且这个数字每年都在增加。大公司垄断了纳米级发明和发现的大量专利。例如,NEC和IBM这两家大公司持有纳米技术的基石之一碳纳米管的基本专利。碳纳米管用途广泛,预计将在许多工业领域发挥关键作用,从电子和计算机到强化材料,再到药物释放和诊断。碳纳米管有可能成为取代传统原材料的主要工业交易材料。然而,当它们的用途扩大时,任何想制造或销售碳纳米管的人,不管是什么应用,都必须首先从NEC或IBM购买许可证。