納米材料與技術(shù)是21世紀(jì)活躍的前沿學(xué)科領(lǐng)域。由于具有獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)，納米材料已經(jīng)應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)療、汽車制造等眾多行業(yè)，對電子信息等高新技術(shù)行業(yè)的影響尤為突出。納米材料的應(yīng)用前景廣闊，潛力巨大，近幾年一直是各國大力發(fā)展的對象。納米材料對環(huán)境和生物的潛在影響也因此日益受到關(guān)注，由此誕生了一門新的學(xué)科——納米毒理學(xué)。

研究納米材料的環(huán)境健康安全性對促進(jìn)納米技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前，納米毒理學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在實(shí)際環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程會(huì)對納米材料的毒性產(chǎn)生顯著影響。納米材料進(jìn)入環(huán)境介質(zhì)后，在多種環(huán)境因素的作用下會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)和生物轉(zhuǎn)化，從而使其物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著改變，這些變化最終會(huì)影響納米材料的毒性。但是環(huán)境過程改變納米材料毒性的原理和規(guī)律還需要進(jìn)一步研究。

近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所黃青課題組在英國皇家化學(xué)會(huì)期刊Environmental Scienc: nano上發(fā)表了一項(xiàng)研究成果，針對這一問題，以納米氧化鋅在含磷水體中的轉(zhuǎn)化過程為研究對象，闡述了環(huán)境轉(zhuǎn)化過程影響納米材料毒性變化的機(jī)制以及納米材料毒性變化對小球藻的影響。

研究人員利用X射線衍射技術(shù)和拉曼光譜技術(shù)分析水體磷含量發(fā)生變化時(shí)，納米氧化鋅的變化。分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磷含量增加，部分納米氧化鋅會(huì)轉(zhuǎn)變成晶體狀磷酸鋅，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)變成無定型磷酸鋅。而磷酸鋅具有低毒性。這一結(jié)果表明在含磷水體中，納米氧化鋅毒性的主要來源由原始狀態(tài)納米氧化鋅釋放的鋅離子變成了磷酸鋅，并清楚展示了納米材料環(huán)境轉(zhuǎn)化的理化過程。

此外，研究人員還結(jié)合光合作用相關(guān)基因表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)納米氧化鋅的物態(tài)變化對小球藻的光合作用產(chǎn)生了影響，這也是納米氧化鋅毒性效應(yīng)出現(xiàn)不同的重要原因。這項(xiàng)研究成果將為合理評(píng)價(jià)納米材料在真實(shí)環(huán)境水體中生態(tài)安全性提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

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