Yếu tố rủi ro - Những điều thú vị về công nghệ nan nô (phần 9)

Độc giả thường xuyên trong lĩnh vực khoa học nano và công nghệ nano chắc phải quen thuộc với hiện tượng sau: một ngày nào đó bạn sẽ đọc những bài báo đề nghị loại bỏ một số vật liệu nano và công nghệ nano nói chung, vì những rủi ro được một số báo cáo khoa học đưa ra là đạt mức báo động về độ ô nhiễm. Vào ngày khác bạn lại gặp một số nghiên cứu tuyên bố rằng không hề có sự nguy hiểm nào cho cùng loại vật liệu đó. Những báo cáo này được được các nhóm có mối quan tâm khác nhau sử dụng, chẳng hạn ngành công nghiệp mỹ phẩm khẳng định sản phẩm của họ và những hạt nano có trong sản phẩm đó thật sự 100% an toàn; các nhóm hoạt động vì môi trường lại khăng khăng rằng vật liệu nano mang yếu tố rủi ro tiềm tàng và cần phải tiến hành kiểm tra thử nghiệm cẩn thận trước khi sản phẩm thương mại nano được tiêu thụ trên phạm vi rộng; một số người thậm chí còn kêu gọi đình chỉ hoàn toàn quá trình sản xuất vật liệu nano.

Kết quả dẫn đến sự hoang mang tột độ không chỉ đối với những người thường mà còn cho cả nghành công nghiệp, các nhà nghiên cứu, và các nhà báo đang viết về lĩnh vực này. Thực tế là, bất kỳ một ngành công nghệ mới nào đều có yếu tố rủi ro tiềm tàng- nhiều người đã và đang bị thương hoặc bị chết hàng năm do điện, xe hơi, chất hóa học, hoặc năng lượng nguyên tử v.v...Để có thể thu lượm được lợi ích từ một ngành công nghệ mới và làm cho nó được xã hội chấp nhận, cần phải có quan kiến rằng các yếu tố rủi ro phải được phát hiện nắm rõ, có thể kiểm soát, và phải chỉ định rõ ràng ai/tổ chức nào phải chịu trách nhiệm về vấn đề này. Tất cả những yếu tố này đều còn chưa có trong ngành công nghệ nano.

Mặc dù tốc độ và phạm vi nghiên cứu mức độ rủi ro của công nghệ nano-và sự xuất hiện một lĩnh vực mới là lĩnh vực nghiên cứu độc hại của nano- đã được thực hiện; nhưng đa số những nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở mức độ độc lập, thiếu sự hợp tác với những tổ chức nghiên cứu lớn, chhuyên nghiệp.

Để thảo luận về các rủi ro của công nghệ nano, chúng ta cần có cái nhìn gần hơn vào cấu trúc nano. Sự hiện diện của vật liệu nano tự nó không mang lại rủi ro; do thực tế là hạt nano đã và đang tồn tại trong thiên nhiên. Chỉ có một số lĩnh vực có chứa đựng sự rủi ro, đặc biệt là tính chất linh hoạt và khả năng phản ứng cao của nó. Chỉ có một vài đặc tính trong một số loại hạt nano chứa rủi ro cho con người hoặc môi trường, và chúng cần được xử lý chế tác trong môi trường cần có những mức độ bảo đảm an toàn đặc biệt.

Khả năng giải phóng của các chất nano (<100nm)

Yếu tổ rủi ro về môi trường, sức khỏe, mức độ an toàn EHS của vật liệu nano khác nhau bởi các đặc điểm như kích thước, hình dạng, và đặc điểm hóa học bề mặt cùng các yếu tố khác.

Đặc tính của vật liệu nano tác động đến sự rủi ro bao gồm: (1) kích thước, (2) sự phân bổ kích thước trong một nhóm hạt, (3) hình dạng, (4) tiết diện bề mặt, (5) sự tích tụ hạt với nhau, và (6) đặc tính hóa học bề mặt bao gồm chất tổng hợp bề mặt, hình dạng, phản ứng hoa học.

Để đánh giá tác động của EHS của công nghệ nano chugs ta cần phải phân biệt hai loại cấu trúc nano:

1)     Nano tổng hợp, bề mặt có kết cấu nano và các thiết bị nano (điện tử, quang học, cảm biến v.v...) do các hạt nano liên kết với nhau thành vật chất, vật liệu hoặc thiết bị (các hạt nano cố định); và

2)     Các hạt nano tự do. Tại một số giai đoạn sản xuất hoặc sử dụng, các hạt nano riêng lẻ của một chất hóa học được đưa vào. Những hạt nano tự do này có thể là một loại hạt của một chất hóa học, hoặc của một hợp chất đơn, hoặc cũng có thể là một hợp chất phức hợp cho phép một hạt nano của một chất được phủ bằng một chất khác.

Có một điều dường như có được sự đồng thuận là cho dù ai cũng biết vật liệu có chứa những hạt nano cố định, nhưng sự quan tâm lại giành cho những hạt nanno tự do:

Một số lượng cực cao các hạt nano trong một khối lượng cho trước có thể xem là yếu tố độc hại khi những hạt này phản ứng với các tế bào và các thành phần nhỏ hơn của tế bào. Do đó, tiết diện bề mặt trên một đơn vị khối lượng tăng lên dẫn đến mức độ độc hại tăng.

Bởi vì các hạt nano rất khác biệt so với các yếu tố đối ứng hàng ngày của nó-do vì tác động bề mặt và tác động lượng tử- những hiệu ứng ngược của chúng không thể xác định thông qua các độc tố đã biết của các vật liệu macro. Điều này nêu lên vấn đề lớn trong quá trình đánh giá tác động của hạt nano tự do lên sức khỏe, môi trường.

Mọi chuyện còn trở nên phức tạp hơn khi nó về hạt nano là hạt nao dạng bột hay dạng lỏng đều không hòa tan đơn lẻ, nhưng lại chứa hạt có nhiều kích thước. Điều này làm phức tạp các phân tích hóa học rằng các hạt nano to thì có nhiều đặc tính hơn các hạt nano nhỏ.  Ngoài ra, các hạt nano còn thể hiện xu hướng liên kết tích tụ để tạo ra những hạt có hành vi khác hẳn so với các hạt nano đơn lẻ.

Khả năng giải phóng các chất nano

Những vấn đề về sức khỏe

Hạt nano thâm nhập vào cơ thể qua bốn con đường: qua đường hô hấp, qua đường miệng, hấp thụ qua da và tiêm thẳng vào cơ thể. Một khi đã vào trong cơ thể, chúng di chuyển nhanh và trong một số trường hợp còn có thể đi xuyên qua chốt chặn máu-não. Cách thức hạt nano hoạt động trong cơ thể là một trong những vấn đề lớn cần phải được giải quyết. Về cơ bản, hành vi của các hạt nano là chức năng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và phản ứng bề mặt với các tế bào xung quanh. Chúng có thể gây ra sự "quá tải" trong các tế bào tự vệ có chức năng phá hủy các vật lạ bên ngoài, do đó gây nên phản ứng stress có biểu hiện dị ứng, mẩn đỏ và làm suy yếu hệ thống phòng thủ của cơ thể. Ngoài hiện tượng những hạt nano tích tụ trong các bộ phận cơ thể; còn có một vấn đề cần quan tâm là sự tương tác của chúng với quá trình sinh học trong cơ thể: bởi vì có bề mặt rộng, hạt nano khi tiếp xúc với tế bào và dung dịch cơ thể sẽ ngay lập tức hấp thục lên bề mặt một số phân tử macrro. Hiện tượng này liệu có tác động đến cơ cấu enzyme và những cơ chế hấp thụ protein khác vẫn thường diễn ra trong cơ thể?

Những vấn đề về môi trường

Không có đủ dữ liệu để biết chắc chắn rằng liệu hạt nano có gây ra tác động mong muốn đối với môi trường. Có hai ý liên quan như sau:

1)     Đối với dạng hạt nano tự do, nó có thể giải phóng ra không khi hoặc nước trong quá trình sản xuất, hoặc khi xảy ra tai nạn trong sản xuất) hoặc có thể là một sản phẩm phụ thải ra từ sản xuất, và lưu cữu trong đất, nước hoặc cây cối.

2)     Dạng cố định, nếu chúng là một bộ phận của một chất hoặc một sản phẩm được sản xuất, chúng sẽ được tái chế hoặc thải bỏ. Chúng ta chưa biết chắc chắn rằng liệu một số loại hạt nano có thuộc về một cấp hoàn toàn mới trong tập hợp các chất ô nhiễm không làm suy thoái sinh học hay không. Trong trường hợp chúng đúng như giả định, chúng ta cũng không biết rằng làm thế nào để khử những chất ô nhiễm đó ra khỏi không khi hoặc nước bởi vì hầu hết các bầu lọc truyền thống không làm được những việc đó (màng lọc quá lớn để lọc hạt nano).

Để đánh giá đầy đủ nguy cơ của những hạt nano đối với sức khỏe, cần phải đánh giá toàn bộ chu kỳ hoạt động của các hạt nano, bao gồm từ việc gia công, bảo quản, phân phối, ứng dụng và lạm dụng, đổ thải. Tác động lên con người và môi trường có thể có sai khác ở những giai đoạn khác nhau của toàn bộ chu kỳ tồn tại của chúng.

Một ý tưởng mà bạn rất hay được nghe thấy trong thảo luận về những rủi ro của công nghệ thông tin là những quy định mang tính phòng ngừa. Quy định về đạo đức và chính trị này, như được định nghĩa, nói rằng nếu một quy định gây tổn hại nghiêm trọng không thể khắc phục được cho xã hội và môi trường, trong khi không có sự đồng thuận khoa học khẳng định về sự tổn hại đó sẽ không xảy ra, trách nhiệm pháp lý sẽ thuộc về bên ủng hộ triển khai quy định đó. Quy định này nhắm tới việc cung cấp một hướng dẫn nhằm bảo vệ sức khỏe dân chúng và môi trường khi phải đối diện với những rủi ro chưa được nắm hết hoàn toàn, khẳng định rằng sự không chắc chắn về mặt khoa học không thể được sử dụng như một lý do để trì hoãn thực hiện những biện pháp bảo về sức khỏe và môi trường tại những nơi cực kỳ nguy hiểm và gây tổn hại không thể khắc phục.

(tổng hợp từ tài liệu nước ngoài)