商用桌面3D打印机排放有害纳米颗粒

　　相信在观看科幻电影《十二生肖》时，其中关于3D打印技术的一幕着实令观众惊叹：只见成龙戴着专业的扫描手套掠过兔首铜像时，另一处的一台3D打印机按照所扫描的数据竟然将铜像立刻一模一样地完美复制。
　　也许在许多人眼中，3D打印技术就是一个点石成金的魔法，不过也有专家从不同角度表示审慎的态度。据物理学家组织网近日报道，美国伊利诺伊理工大学发表在最新一期《大气环境》杂志上的研究成果提出，目前商业上可用的桌面3D打印机会排放有害的纳米颗粒，其排放率与烧煤气做饭、激光打印机或香烟燃烧相类似，但考虑到其所用材料的特殊性，室内3D打印对人体健康会造成潜在的危害。
　　3D打印机快成家中宝
　　不仅在电影里，在现实中3D打印技术也已风靡起来，而且在不断推陈出新。在美国2013国际消费电子展上，3D Systems展出了隶属于旗下的Cubify系列，名为方块(Cube)的家用3D打印机。近期，德国公司Nanoscribe GmbH在美国旧金山某展会上，发布了一款迄今为止最高速的纳米级别的微型3D打印机。
　　3D打印机作为快速成形技术，能够根据计算机里的3D模型，用粉末状金属或塑料等可粘合材料进行多层叠加，在较短的时间内“打印”出3D实物。与传统制造技术相比，3D打印节省了大量的时间和人力。可以说，人们所想象出的任何形状，都能通过它变成现实，从而实现“个性化制造”。
　　有人大胆设想，以后如果在安装某设备时，突然发现少了一个螺丝，盛饭时不小心打碎了一只碗，以前会想赶紧出门到商店里去配置，而有了3D打印机之后，便可以足不出户，在家即可打印出一个相符的螺丝和碗应急。另外，使用者也可通过3D打印机制作DIY产品，比如在网络上看见非常别致的装饰品，就可将其打印出来。
　　由此可见，未来的3D打印机会为家庭添色不少，是家庭中的必备家电产品，俨然就是一个“家中宝”。
　　首次测出有害纳米颗粒排放
　　科技是一把双刃剑，3D打印机也非集所有优点于一身。
　　伊利诺伊理工大学的研究人员首次对商业上可用的桌面3D打印机的悬浮颗粒物排放进行了测量，发现这些3D打印机会在室内空气中排放不利于健康的有害纳米颗粒，可能对人们的健康造成很大的潜在危害。
　　在家庭和办公室的设置中，桌面3D打印机广泛应用于快速成型和小规模的生产。许多桌面3D打印机通过加热热塑性原料的加工过程，将原料从一个小喷嘴中挤出并沉积在表面以构建3D对象。在使用塑料原料范围内的其他研究中，类似的过程已显示出具有显著的气溶胶排放，但大多是在工业环境中。
　　在这项测试工作中，伊利诺伊理工大学助理教授布伦特·斯蒂芬斯选取了5款目前热门的通常用于打印小塑料图形的桌面3D打印机，并对其在办公空间内操作时所排放的超细颗粒浓度进行了测量。这些超微颗粒或超微粒子很小，直径不超过100纳米。
　　测量结果显示，总的超微粒子排放率很高，一个使用较低温度聚乳酸（PLA）原料的3D打印机每分钟排放约200亿个粒子，而将原料换作较高温度的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS），每分钟排放约2000亿个粒子。这样的排放率类似其他设备和室内活动的测量值，包括在煤气或电炉上做饭、烧香味蜡烛、操作激光打印机，甚至是香烟的燃烧。
　　对健康有何潜在危害
　　研究人员认为，除了基于PLA和ABS为原料的3D打印机之间所观察到排放率的较大差异，也可能存在因原料的化学成分不同而导致副产物超微粒子毒性的差异。由ABS加工的热分解产物已显示出具有以往研究中在小鼠和大鼠身上的毒性作用；而PLA实际上是一种具有生物相容性的聚合物，被大范围使用在药物输送当中。
　　从健康的角度来看，人体吸入超微粒子的剂量值得重视。超微粒子会有效沉积在肺和肺泡区域以及呼吸道的上端，同时，其在气道的聚集可导致通过嗅觉神经易位到大脑。在肺和肺泡高表面区域的超微粒子还可能导致其他的吸附或凝聚化合物的高浓度。最近几项流行病学研究也表明，超微颗粒浓度升高对健康的不良影响包括总的心肺死亡数增加、中风住院和哮喘症状。
　　研究人员建议，由于目前大多这些设备是作为独立的产品出售，没有任何排气通风或过滤配件，在通风不足或未经过滤的室内环境中操作时，应谨慎使用该类产品。同时，他们还建议进行更多的对照实验，从根本上评估更广范围的桌面3D打印机颗粒物的排放。
　　另外，目前供3D打印机使用的材料无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。有业内人士称，其中一些3D打印材料本身就具有潜在的危害性：塑料、树脂等大多难以降解，一旦大规模运用恐怕会给人体带来致癌危险。所以，在选择3D打印材料上，也需要考虑其是否环保以及是否具有可持续性。