直播带货视频中不乏神奇的不粘锅，也正是因为它的方便实用，不粘锅走进了千家万户。也许人们知道它的原理是增加了一层涂层，却不知道这个涂层是一种合成塑料。这种塑料在硬物的摩擦下会形成微小的塑料颗粒。这些颗粒进入食物中会被人体摄取，并且几乎无法排出体外，对健康造成永久化学危害。不粘锅在发明之初，考虑的是聚四氟乙烯（也称为“特氟隆”）极低的摩擦系数和出色的化学、热和电稳定性，它具有耐腐蚀、耐高温的特点，甚至被称为“永不降解的化学物质”。也正是由于这些特征，不粘锅上的聚四氟乙烯涂层微粒一旦进入人体，就会长期存在而不易被代谢。种种关于其健康方面安全性的怀疑，使得不粘锅变成了一把双刃剑。已经有研究表明暴露于聚四氟乙烯会引起肺部多发异物肉芽肿（Aoki, Ami, et al. 2022）。血清PFOA（全氟辛酸，另一种不粘锅涂层材料）浓度与肾细胞癌风险呈正相关（Shearer, Joseph J., et al. 2021）。那么不粘锅脱落的微粒有多少呢？这个问题就需要依赖于精准的微塑料检测和表征方法，而且研究需要尽可能模拟真实的使用环境。近日，来自澳大利亚的研究人员发表了题为Raman imaging for the identification of Teflon microplastics and nanoplastics released from non-stick cookware的研究论文。为了应对微塑料特别是纳米塑料在表征上的挑战，研究人员使用拉曼成像技术扫描不同的不粘锅表面，并通过调整优化后的算法对收集到的光谱进行处理。研究结果表明在模拟烹饪的过程中，不粘锅可能会释放数千至数百万（可高达230万）的特氟隆微塑料和纳米塑料。研究人员的模拟烹饪过程为：在锅表面搅拌翻炒器具约15秒（模拟水平方向上混合食物），或者稍微向前推15秒后翻转翻炒器具（模拟垂直方向上混合食物），烹饪锅中没有放食物或油，类似于室温下的干炒操作。本研究过程中产生的表面划痕和不粘涂层颗粒与真实情况中的相似。在模拟烹饪过程（约30秒）后，直接在翻炒器具和锅面上检测产生的碎屑。研究所用的器具如下图所示。图注：此研究中测试的炊具和翻炒器具的照片。释放的碎片可在（d）中看到，划痕可在（e）中看到。（d，e）中直尺的最小刻度为0.5 mm。（Luo, Yunlong, et al. 2022）在扫描电子显微镜（SEM）下，我们可以观察到如下图所示的不同形态的不粘锅表面涂层刮痕。研究人员借助ImageJ进行了颗粒计数，在下图a中，断裂区域可能包含大约230,000个特氟隆微塑料和纳米塑料。 图注：在不同放大倍数下从锅表面（a–h）和翻炒器具（i，j）表面收集的SEM图像。（来源：Luo, Yunlong, et al. 2022）下图显示裂缝中（i图）也可能包含约9100个微塑料和纳米塑料，这些塑料就是由划痕留下的。而这仅仅只是短短的模拟烹饪过程（约30秒）产生的结果，研究人员预计实际烹饪过程中释放的微塑料和纳米塑料的实际数量会显著增加。图注：SEM图像，借助ImageJ进行颗粒计数。（来源：Luo, Yunlong, et al. 2022）使用拉曼成像观察翻炒器具表面，可见粘附在其表面上的碎屑（如下图）。由于特氟隆的拉曼活性不强，拉曼难以捕捉释放的微塑料和纳米塑料。因此，研究人员开发并改进了算法使其可视化。包括基于逻辑的、基于PCA（principal component analysis）的、基于代数的算法，以及基于PCA+代数的组合算法。其中，基于代数的算法提供了从拉曼光谱矩阵提取关键光谱信息的计算灵活性。通过这些优化的算法及降噪等处理，可见下图i和j中特氟隆清晰的碎片结构。图注：模拟烹饪过程后从翻炒器具表面收集的照片图像（a）、典型拉曼光谱（b）和拉曼强度图像（c–j）。（来源：Luo, Yunlong, et al. 2022）
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