Graphen kommt genau zum richtigen Zeitpunkt, um den Anforderungen der Nanotechnologie gerecht zu werden. Mit seinen außergewöhnlichen Eigenschaften, die die Forscher in den letzten zwei Jahrzehnten verblüfft haben, steht es kurz davor, Bestandteil einer Vielzahl von Gegenständen und Maschinen der neuesten Generation zu werden, von der Struktur ultraleichter Flugzeuge bis hin zu Batterien mit hoher Kapazität.
Verstehen wir sie
Es hat die gleiche chemische Zusammensetzung wie Diamant und Graphit (reiner Kohlenstoff) und weist eine einschichtige Lamellenstruktur mit hexagonalen Zellen auf. Diese Struktur verleiht ihm außergewöhnliche mechanische und elektrische Eigenschaften. Es ist transparent, flexibel, dutzendmal leichter und stärker als ein hypothetisches Stahlblech gleicher Dicke und kann elektrische Ladung mit großer Effizienz transportieren und speichern.
Es ist nicht das erste Mal, dass ein Material mit außergewöhnlichen Eigenschaften und dem Potenzial, ein universelles Allheilmittel zu werden, auftaucht. Seinerzeit spielte Kunststoff diese Rolle, und heute haben wir ein riesiges ungelöstes Umweltproblem. Wird das Gleiche mit Graphen passieren?
Risiken von Graphen
Über die Umweltrisiken von Graphen ist bisher nur sehr wenig erforscht und veröffentlicht worden. Von der Gewinnung unter Verwendung starker Oxidations- und Reduktionsmittel bis hin zur Entsorgung als Abfallstoff werden sowohl die Arbeitnehmer als auch die Umwelt Risiken ausgesetzt sein, die derzeit noch nicht klar definiert sind.
Eine multidisziplinäre Gruppe an der Brown University fand heraus, dass Graphen-Nanopartikel sehr harte, gezackte Kanten haben, die leicht die Membranen von Lungenzellen zerreißen können. Das Risiko durch Einatmen und Verschlucken muss sorgfältig abgewogen werden. Hier lesen.
Verhalten von Graphen-Oxid-Nanopartikeln in Wasser
Eine andere Gruppe des Bourns College of Engineering in Riverside (University of California) hat das Verhalten von Graphenoxid-Nanopartikeln in Wasser untersucht. Sie haben herausgefunden, dass ihre Persistenz und Mobilität von der Ionenladung und dem Gehalt an organischen Stoffen abhängen. In hartem Wasser mit sehr wenig organischer Belastung (Grundwasser) sind sie nicht sehr stabil und neigen dazu, zu verschwinden, aber in Wasser mit einem höheren Gehalt an organischer Substanz und weniger hart (Oberflächenwasser) sind die Partikel viel stabiler und können in der Strömung bleiben. Persistenz und Mobilität in Oberflächengewässern sind Faktoren, die das Risiko für Tiere und Pflanzen verschärfen.
Es gilt als augen- und hautreizend und es wird empfohlen, das Einatmen und Verschlucken zu vermeiden, aber es gibt keine offiziellen Informationen über die Toxizität und/oder karzinogene Wirkung von Graphen.