本周早些时候, 《The Conversation》 报道称:“未来一片光明,未来就是……量子点电视。”从本周年度消费电子展(CES)传出的热议来看,确实如此——这项技术为制造商提供了一种廉价、高效的方式,用来生产新一代明亮的高清电视屏幕。
不过,这些显示屏中的量子点也使用了某些材料和技术——包括工程纳米颗粒和重金属镉——它们一直备受健康与环境问题的关注。这项技术带来的绚丽画面会不会让我们忽视新的健康与环境挑战?还是说,其益处足以抵消潜在风险?
答案并非非黑即白
量子点是纳米技术这一新兴领域的一项成果。它们由纳米级半导体材料颗粒制成,通常是硒化镉。这些颗粒的尺寸约为单根人类头发 宽度 的二千分之一至二万分之一,经过设计,能够吸收一种颜色的光并以另一种颜色发射出来,也就是产生荧光。这一特性使它们尤其适用于平板电脑和电视等需要明亮、洁白、均匀背光的产品。
当然,还有磷光体等其他会发荧光并用于消费品的化学物质。量子点的独特之处在于,只需改变量子点颗粒的大小,就能改变其发射光的颜色。而且,由于这种颜色变化是一种物理现象,量子点在亮度、色彩和耐用性方面都远胜于化学材料。
遗憾的是,许多量子点的生产会使用重金属镉,它对健康和环境有害。根据 《欧洲有害物质限制指令》 ,电子设备中的镉使用受到限制。国际癌症研究机构还将镉及其化合物列为 对人类致癌 物质。
除此之外,工程纳米颗粒(如量子点)可能造成的 健康与环境影响 ,十多年来一直令毒理学家和监管机构担忧。研究表明,某些颗粒的尺寸、形状和表面特性会影响其对人体和环境造成危害的程度;较小的颗粒往往比尺寸较大的同类颗粒毒性更强。话虽如此,这一领域的科学认识仍在不断发展。
综合这些因素,采用量子点技术似乎确实需要谨慎。然而,若孤立地看待这些因素,就会产生误导。
玻璃之下的量子点
目前用于电视的量子点牢固地嵌在屏幕中,通常封装在多层玻璃和塑料之后。因此,在正常使用过程中,用户几乎不可能接触到它们。
制造过程中的情况可能有所不同,因为有人可能会意外接触到这些纳米级颗粒。类似情形促使美国国家职业安全卫生研究所等机构密切关注 纳米颗粒作业的安全问题。虽然潜在风险不容忽视,但良好的工作规范能够有效减少或消除可能有害的接触。
产品报废后的处置也引发了其他担忧。纳米颗粒很可能仍牢固地嵌在废弃电视的屏幕中,但其中所含的有毒材料(包括镉)却可能释放到环境中。在电子废弃物处置和回收监管不力的情况下,镉确实会带来健康和环境问题。不过,只要采用适当的操作规程,接触量就应当微乎其微。
对一些人来说,这些担忧或许足以让他们反对在消费电子产品中使用量子点。但它们只说明了问题的一部分,因为这些小巧明亮的颗粒也能带来环境效益。
但它们也有显著益处
量子点电视的能效可能比传统LED电视屏幕高出20%以上。而且,由于量子点是非常高效的明亮光源,这些屏幕中的发光材料用量(某些型号中的镉仅有毫克级)实际上可能降低所用有毒材料的总量。
这些能源和材料节省转化为环境与健康影响的降低。但这是否足以证明使用潜在有毒材料是合理的?
公司 QD Vision 曾认真探讨这一问题。在为索尼的 TCL量子点电视 (于今年CES上首次亮相)等产品开发量子点时,该公司明确采取了负责任的开发方法,并将健康和环境影响纳入考量。因此,2014年,该公司获得了美国环境保护署(EPA)颁发的总统绿色化学挑战奖。
尽管这看起来有悖直觉,但该公司向EPA提供的分析显示,与传统电视相比,QD Vision的产品能使镉向环境中的净排放量减少。镉是燃煤发电厂排放的污染物之一。由于采用该公司量子点的电视耗电量远低于不使用量子点的同类电视,因此,QD Vision电视中的镉与其使用所关联的发电厂排放的镉合计,实际上低于传统平板电视相关的镉排放。换言之,在生产能效更高的显示屏时使用量子点中的镉,实际上能够减少镉的净排放量。
这是一个巧妙的做法,也清楚地说明,如果不全面审视问题就对风险妄下结论,会有多么危险。不过,这一做法有赖于对负责任的创新与开发作出承诺,并考虑未来的健康与环境影响。
本周在CES上,量子点电视的未来无疑正大放异彩。只要以明智的方式权衡风险与益处,这道光芒就没有理由不继续闪耀——前提是制造商和消费者始终着眼全局。
本文与 《The Conversation》 合作发表。本文发表并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。
及时了解论坛动态: 订阅我们的每周简报。
作者:Andrew Maynard是密歇根大学风险科学中心主任。
图片:2005年9月1日,一名男子走过雅加达一家家电商店里的电视展示区。印尼货币走弱、能源价格上涨,可能推高商品成本。TECOM REUTERS/Darren Whiteside。

