身處北京的朋友們都知道，今天又是一個霧霾天。
　　早上鬧鈴響了天卻還沒亮，窗外清晨七點的天色暗得活像五點鐘。這個時候有經驗的朋友們就明白了，又到了口罩出街的時候了。
果然，生活經驗誠不我欺，中國天氣網上赫然一行大字，“中央氣象臺11月10日06時發(fā)布霾黃色預警”。預計，10日08時至11日08時，北京、天津西部、河北中部、山西中部、陜西關中等地有中度霾，其中，北京南部、河北中部等地的部分地區(qū)有重度霾。但受弱冷空氣影響，10日下午至前半夜，上述地區(qū)的霾天氣將有所減輕。

　　附上預報圖一張，身處紅、黃區(qū)域的各位，你們所處環(huán)境空氣質量出現了明顯降低，請注意防護喔~再例行提醒一句，呼吸道疾病患者盡量減少外出，外出時可帶上口罩。


北京機場11月4日塔臺實景:你沒看錯，并沒有拉窗簾

　　在一般的寫霧霾的消息中，文章寫到這里就可以結尾了，然而我們肩負著科學傳播的使命，當然就不能僅僅發(fā)布一個預告就完成任務。凜冬將至，生活在北方的你們，準備好迎接霧霾了么？關于霧霾的那些事兒，你知道多少呢？
之所以厲害是因為足夠小——這不是蟻人，而是PM2.5
　　現在大家都知道，霧霾是因為大氣中含有許多細顆粒物，目前大氣的污染物指數是按照PM2.5濃度來發(fā)布的。這里的PM是英文“細顆粒物”的字頭縮寫，而2.5則表示顆粒直徑為2.5微米（這個尺寸是人類頭發(fā)直徑的二十分之一）。為什么PM2.5如此令人擔憂呢？其實恰恰是因為它足夠小。
　　科學家告訴我們，當空氣中細顆粒的直徑小于10微米時，它便能夠到達咽喉，因此被稱為“可吸入顆粒物”。當顆粒物直徑小于2.5微米，甚至是納米量級時，人類咽喉表面粘膜細胞的纖毛及其分泌的粘液也阻擋不了它們了，這些納米顆粒便可以到達下呼吸道的細支氣管內并沉積到肺泡上。


大部分吸入的納米顆粒將沉積到肺泡附近并與肺表面活性劑發(fā)生相互作用

　　PM2.5顆粒物的表面攜帶著許多有害的有機、無機分子，可以像細菌一樣對人體造成傷害。例如，它們可以導致呼吸道的炎癥。由于是無生命的非生物體，其危害甚至高于細菌。特別要指出的是，那些到達肺泡的納米顆粒，不僅由于沉積在肺泡上而引起病癥，而且它們可能穿越肺泡進一步由此進入毛細血管再進入血液。如果顆粒帶有苯并芘等類污染物，就具有強致癌性，可能對生命造成更大的傷害。
力學專家的霧霾“打開方式”
　　當霧霾出現，我們普通人可能只是默默地戴上口罩去上班，間或抱怨一下城市里惡劣的環(huán)境，心大的可能根本意識不到這是霧霾，只當是陰天快下雨了呢。然而科學家和最大的不同就在于思維方式，他們首先想到的就是追因，對霧霾進行研究，了解霧霾到底是怎么回事，從而希望能夠解決這個問題。
　　比如力學研究所非線性力學國家重點實驗室的胡國慶研究小組，他們?yōu)榱肆私釶M2.5是怎么影響人體健康的，開展了有關納米顆粒與人體肺表面活性劑單層膜作用的研究。看吧，所有人都知道PM2.5會影響健康，可是有多少人真正了解這個“影響”是怎么產生的呢？這些力學工作者就努力嘗試用力學方法來解釋微納米尺度的顆粒是如何穿越肺泡的。
　　他們建立了一個分子動力學模擬體系，利用計算機來模擬研究分子在力場作用下的運動情況。在此基礎上進行了一系列實驗并對實驗結果進行分析。


分子動力學模擬體系示意圖

　　最終，研究不僅弄明白了PM2.5進入肺泡的原理，還有一些其它發(fā)現。納米顆粒與肺表面活性劑的相互作用及其脂蛋白冕的形成，不僅影響肺表面活性劑單層膜的生理特性，還將對隨后的顆粒表面生物分子交換、與肺細胞的相互作用、顆粒進入不同組織和器官等過程產生影響。
　　許多朋友可能不明白上面的研究結果有什么含義。但是大家可以試想，霧霾中非常非常小的污染物可以進入人體對我們的身體造成傷害。同理，如果是非常小的藥物顆粒，是否也可以以此為原理進入人體實施治療呢？事實上，這個原理也確實和納米藥物相關。所以，這個研究不僅揭示了PM2.5納米顆粒影響人體健康的機理，還對于納米藥物的治療方式給出了建議：在設計基于納米顆粒的吸入式給藥方式時，應當考慮納米顆粒-肺表面活性劑脂蛋白復合體的特性。
　　實驗的相關成果在國際學術刊物《ACS Nano》上發(fā)表（2013, 7, 10525–10533），有興趣的小伙伴可以去深入研究一下。
　　當然，像胡國慶一樣關心霧霾的科學家還有很多，他們有的致力于研究霧霾的成因，有的關心清潔能源，有的則希望讓霧霾對大家的影響再小一些。我　等吃瓜群眾也盼望著有一天霧霾可以得到科學的治理，讓城市里深受霧霾困擾的人們更放心。

霾區(qū)人民請注意 本文不止是預告

圖文簡介

身處北京的朋友們都知道，今天又是一個霧霾天。中央氣象臺11月10日06時......