碳纤维真的会成为新的石棉吗?
这种神奇复合材料的惊人性能确保了碳纤维的广泛采用和使用迅速且占据主导地位。可以说,在过去十年左右的时间里,很少有新材料能像碳纤维一样对世界产生如此大的影响。
如今,航空航天、海洋和汽车行业大量使用这种材料。他们正在创造各种令人兴奋和先进的设计,如果没有这种材料如此出名的出色强度重量比,这些设计是不可能实现的。
然而,碳纤维的故事并未就此结束,随着制造工艺的改进和材料成本的下降,碳纤维的应用范围越来越广。随着时间的推移,越来越多的行业开始涉足碳纤维,例如,碳纤维现在几乎可以很容易地应用于所有运动器材,并且正在进入家具行业。
所以这都是好消息,对吧?
嗯,是的,有点。但也有潜在的缺点。
碳纤维使用量的大幅增长必然意味着制造业中越来越多的专业人员正在使用这种材料。每天有成千上万的工人打磨、切割和塑造碳纤维——这可能会带来致命的后果。
碳纤维为何具有潜在危险?
碳纤维是由无数小纤维束组成的,这些纤维束通过使用树脂固化而成,对此您不应感到惊讶。当这些纤维受到搅动时,它们就会变成可吸入的(尤其是打磨时)。您不需要成为火箭科学家就能明白,经常吸入这种东西并不会让你的医生感到高兴。
但情况到底有多糟糕?
事情的真相是,我们目前还不能下定论。使用这种材料的人数大幅增加,引发了大规模的研究活动,试图找出潜在的风险。然而,越来越多的研究人员认为碳纤维可能是“新的石棉”。
新的石棉
无数在人们尚未完全了解石棉危害之前就接触过这种材料的人因此丧命。许多人认为,忽视充分了解在无防护条件下接触石棉的后果而造成的巨大人员伤亡是工作场所健康和安全问题升级的主要原因。
您可能已经知道,石棉中的化合物本身并不致癌。与碳纤维一样,石棉是一种由无数细小纤维束组成的材料,这些纤维束极易被吸入。我们过去知道石棉中的化合物并不特别致癌,但我们不知道纤维的形状和大小会造成什么后果。
当石棉被吸入时,它会进入肺部深处。它会找到进入最深最暗部分的方法,并在那里附着。
如今,人类已经吸入了各种灰尘,这种或那种灰尘已经有几十万年了。正是因为这个时间尺度,进化才让我们有了分类。它使我们的身体能够从肺部清除自然界中几乎所有种类的灰尘。
问题是,石棉并不是在进化过程中接触到的东西,它也不是自然界中存在的东西……
这会导致问题。
我们的身体不知道石棉与其他灰尘有什么不同,所以会试图用同样的方式去除它。这就是问题的开始。
人们尝试清除石棉粉尘,但由于纤维的形状和大小,它们根本无法移动。这会在肺部造成疤痕,久而久之会导致石棉肺、肺癌和死亡。
石棉和碳纤维粉尘之间有着惊人的相似之处,但也有显著的不同。如果你到目前为止还没有做好自我保护,那么现在开始恐慌可能还为时过早。
我们不能肯定地说碳纤维将在未来十年左右引发大面积的健康灾难,但也不能说它不会。
然而,我们确实知道吸入碳纤维粉尘是有害的——尤其是当你经常接触它时。虽然它可能不像石棉那么糟糕,但这并不意味着它是安全的。已知的潜在健康风险(即使没有石棉类型的问题)已经严重到需要保护的程度。
但等一下,情况会变得更糟!
为了给这篇已经非常令人愉悦的文章锦上添花,我们想谈谈用于粘合该材料的最新混合树脂的风险。为了提高碳复合材料的生产速度,人们采用了新的混合树脂,其中一些树脂可能会带来进一步的健康风险。
如今,碳纳米管的使用越来越多,以进一步增强碳纤维原本就令人印象深刻的性能。虽然从统计上看,它们在碳纤维应用中的使用量仍然很小,但在不久的将来,它们将得到广泛应用。
碳纳米管的形状和大小与石棉纤维极为相似,这引起了一些研究人员和医生的警惕。吸入碳纳米管极有可能导致与石棉沉着症类似的症状,如果你正在与它们打交道,你应该立即采取足够的预防措施。
再次强调,我们无法确定碳纳米管是否会导致致命疾病——目前仍存在一些不确定性。然而,研究人员似乎对碳纳米管的担忧远甚于对碳纤维的担忧,这本身就应该为目前在没有适当呼吸保护的情况下使用碳纳米管的人们敲响警钟。
结论
正如我提到的,正在进行一些严肃的研究,因此您无疑会在接下来的几个月里听到一些可靠的结果。
现在任何人能给你的最好建议是,从现在开始,你在使用这两种材料时都应该采取足够的保护措施。
开始永远不会太晚。