在19世纪末，石棉成为首选建筑材料。它耐热、耐电、耐腐蚀，用途广泛，包括家庭隔热、刹车片和造船。当第一个健康问题被报道出来时，这种材料已经非常普遍。在英国，直到1983年才对这种材料进行了限制，在此之前，数千人在战后时期接触了这种材料。其结果是相关疾病的潜伏性流行，包括一种罕见的癌症——间皮瘤，这种癌症正变得越来越普遍，预计在未来十年左右才会达到发病率的顶峰。
政府在监管石棉使用方面的缓慢步伐危及了成千上万人的生命，这是我们应该避免的灾难。但石棉是过去的建筑材料，而一种被誉为明日建筑材料的新型物质——碳纳米管——却可能导致类似的健康风险。
一项新研究表明，如果碳纳米管被注入小鼠体内，它们可能会造成类似石棉的损害。这些结果令人担忧，但不必恐慌。该研究并未表明纳米管能自行在体内积聚，也未证实这种损害最终是否会导致石棉引起的间皮瘤。然而，它确实表明，如果我们广泛商业使用碳纳米管而不进行严格的安全研究，那么我们在行动上就有些“欲速则不达”。
神奇材料
碳纳米管是纳米技术革命的代表。它们是由碳原子组成的细长圆柱体。每个管都是一个单一的分子，它们也可以相互堆叠形成多层圆柱体。它们的长度可达几毫米，但直径通常只有几纳米；数万根碳纳米管可以装在一个头发丝的宽度内。
纳米管是地球上最坚固、最硬的材料之一，并且在导热和导电方面表现出色。它们最早的应用可能是制造非常锋利的剑。但在21世纪，它们独特的理想性能组合使它们成为一个价值数十亿美元的制造业的领头羊，预计在未来几年将大幅增长。围绕纳米技术的炒作正在迅速增长，甚至可能更快，但同时也伴随着对其安全性的担忧。
有些人认为，既然碳纳米管仅仅是卷起来的碳原子片，它们对健康的威胁不会比普通石墨更大。但最令人担忧的是它们的结构，而不是它们的化学成分。它们的微小尺寸和针状形状在外观上与石棉纤维相似。
正是这些纤维造成了损害。如果被吸入，它们会导致肺部慢性炎症——石棉沉着病——以及肺癌。如果纤维离开肺部，它们会积聚在周围的腔内——胸膜——并引发其周围膜——间皮——的肿瘤生长。由此产生的癌症——间皮瘤——几乎完全由石棉纤维引起。那么，令人担忧的是，无意中吸入碳纳米管的后果可能与吸入石棉的后果相似。
长短之分
正是长的石棉纤维造成了问题，它们不成比例地刺激敏感的间皮。短纤维几乎没有影响。为了了解碳纳米管是否表现出相似的特性，爱丁堡大学的Craig Poland向小鼠注射了四种碳纳米管样品，两种短的，两种长的，以及短的和长的石棉纤维。纤维以低剂量直接注入其腹腔。
注射后，Poland用生理盐水冲洗腹腔，以研究其中的分子和细胞。在注射了长纤维（无论是石棉还是纳米管）的小鼠中，冲洗出的液体含有表明强烈炎症的免疫细胞和蛋白质。
在这些组中，Poland还发现了肉芽肿的迹象，即间皮表面形成的瘢痕样结构，由聚集的免疫细胞组成。当白细胞遇到无法消化的物质时，例如比细胞自身直径更宽的长碳纳米管（见右侧），就会形成肉芽肿。这些受阻的细胞会持续释放引发炎症的化学物质。
Poland将他的结果描述为“可预测但‘不受欢迎’”。它们表明，长碳纳米管有潜力在活体动物中造成类似石棉的损害。但它们离证明实际危险还差得很远。如果没有注射针提供的便利入口，碳纳米管只有在能够飞扬、易于吸入并足以迁移到间皮的情况下，才能对石棉构成类似的风险。目前，我们不知道它们是否可以做到这一点。我们也不知道在小鼠中观察到的损害是否最终会导致完全的间皮瘤。
Poland认为，如果我们想避免另一场类似石棉的灾难，这两个问题都需要“紧急”得到解答。这些答案可能会强烈影响纳米技术的监管和制造，尤其因为Poland还发现短碳纳米管不会模仿石棉的效应。
参考文献：doi:10.1038/nnano.2008.111
图片：纳米管由Michael Strock拍摄，细胞图片来自Nature，石棉由Aram Dulyan拍摄
