将纳米物质安全教学内容纳入化学课程VIP专享VIP免费

摇第30卷第1期2015年2月摇摇大学化学UNIVERSITYCHEMISTRYVol.30No.1Feb.2015摇将纳米物质安全教学内容纳入化学课程*赵明(北京大学药学院化学生物学系摇北京100191)摇摇摘要摇指出将纳米物质安全教学内容纳入化学课程的重要性。讨论通过理论和实验课实施纳米物质安全教学的方法,包括通过教学帮助学生建立纳米物质防护理念和学习防护方法。摇摇关键词摇纳米物质摇安全教育摇化学课程摇防护理念摇防护方法摇摇中图分类号摇O6;G64IntegratingtheEducationalContentsofNanomaterialSafetyintoChemicalCourses*ZhaoMing(DepartmentofChemicalBiology,SchoolofPharmaceuticalSciences,PekingUniversity,Beijing100191,China)摇摇Abstract摇ThenanotechnologyindustryhasbeendevelopingfastlyforthelastfewdecadesinChina.Duetotheirimportanceinoccupationalexposureandpublichealth,theeducationalcontentsofnanomaterialsafetyaresug鄄gestedtobeintegratedintochemicalcourses.Theteachingmethodsforlecturesandexperimentalcoursesofnanoma鄄terialsafetydealingwiththeprotectivephilosophyandtechnologiesarediscussed.摇摇KeyWords摇Nanomaterial;Educationofsafety;Chemicalcourses;Protectivephilosophy;Protectivemethods1摇从2003年的SARS病毒防护事件谈起摇摇2003年,全球爆发了严重急性呼吸道综合征,英文缩写为SARS(severeacuterespiratorysydrome),中国称之为非典型肺炎。2003年春天,SARS在中国传播。SARS的传播源于一种新的冠状病毒SARS鄄CoV[1],该病毒最先由世界卫生组织的意大利医生CarloUrbani发现,由于病毒颗粒的大小约为100nm,远小于口罩纱布孔径(约为0.1mm,105nm),故纱布口罩不能够阻挡住病人咳嗽所产生的雾沫或者气溶胶携带SARS病毒穿过口罩,导致在控制治疗SARS的初期,出现了医护人员被病毒感染的情况,甚至有医护人员不幸殉职。面对病毒防护的问题,有人建议使用双层纱布口罩,其实这是无济于事的。当时3M公司及时提供了一种特殊的口罩,该口罩使用了一种特殊材料,其孔径小于病毒颗粒的直径,使病毒颗粒无法透过;而氧气、氮气及水蒸气等小分子则可以穿过口罩,从而实现了医护人员与病毒的隔离。2摇纳米物质安全教育的迫切性摇摇纳米(nm,nanometer)是一个关于物质尺度大小的长度单位,1纳米为10-9米。Nano一词在古希腊语里是“侏儒冶的意思,表示非常微小。摇摇纳米科学问题的提出可以追溯到1959年12月29日RichardPhillipsFeynman教授在美国加州技术*基金资助:北京大学药学院教学改革项目研究院物理学会年会上发表的题为“There忆sPlentyofRoomattheBottom冶的经典演讲,他在演讲中首次提出纳米科学要解决“在小尺度操纵和控制物体冶的问题[2]。1974年,日本东京大学的NorioTaniguchi教授在其论文“纳米技术的基本概念冶中首次给出纳米技术的概念:纳米技术主要包含通过单个原子及分子处理材料的分离、合成和变形[3]。现在人们普遍将纳米科学定义为颗粒尺度在1至100纳米物质的物理学、化学及生物学性质、制备、结构和功能的科学。摇摇纳米科学深刻地影响了化学科学,导致了化学科学的重新整合。以往根据物质的尺度大小将物质简单地分类为小分子物质和大分子物质,两者的尺度界限并不清晰。纳米科学的出现,可以将物质分子依据其尺度分为:小分子(0~1nm)、纳米分子(1~100nm,有些分类为1~200nm)、大分子(100nm以上)。除了仅由离子键和共价键形成的分子以外,纳米物质还包括以配位键形成的配合物或者复合物超分子、多个分子靠分子间相互作用形成的聚集体(aggregate或cluster)、纳米尺度的微晶体或者无定形的固态物质以及液体中靠氢键缔合的分子链或网络……。摇摇纳米物质具有特殊的物理化学性质,除了小尺度、宏观量子效应、高比表面积等性质以外,纳米物质具有特殊的热力学和化学反应性质,因此,化学家将纳米尺度的物质作为研究对象发展出了纳米化学这样一个化学学科分支。摇摇纳米化学的发展也导致了科技产业的革命,出现了纳米催化剂、纳米染料、纳米涂料、纳米光伏材料、纳米印刷颜料、纳米生物传感器等等,如果你翻阅一本药典,你会发现其中几乎全部原料药物和药剂辅料都是纳米物质,纳米...