Jakie są potencjalne zagrożenia związane z grafenem?

3d rendering abstract nanotechnology hexagonal geometric form close-up, concept graphene atomic structure, concept graphene molecular structure

Określono go mianem "cudownego materiału", a jego wynalazcy otrzymali Nagrodę Nobla, jednak już teraz pojawiają się badania, które ostrzegają przed potencjalnym niebezpieczeństwem związanym z obchodzeniem się z grafenem zarówno dla zdrowia ludzi, jak i dla środowiska, ze względu na możliwe ryzyko hipotetycznego skażenia.

Wyjątkowy materiał

Elastyczny, ultracienki, superodporny, samoregenerujący się, zdolny do przewodzenia prądu elektrycznego... jest dobry praktycznie do wszystkiego i gdy tylko przemysł zacznie go stosować, możliwe, że zmieni wszystko wokół nas tak bardzo, jak w połowie ubiegłego wieku zrobił to plastik. Jednak kilka badań z prestiżowych uniwersytetów wzywa do ostrożności w obchodzeniu się z grafenem, ponieważ tak wyjątkowy materiał nie jest wolny od zagrożeń dla ludzi i środowiska.

Po pierwsze, grupa biologów, inżynierów i naukowców specjalizujących się w badaniu materiałów, należących do Uniwersytetu w Browb, odkryła potencjalne ryzyko toksyczności grafenu dla ludzkich komórek. W innym badaniu, zespół z Riverside Bourns School of Engineering na Uniwersytecie Kalifornijskim wykrył możliwe szkody interakcji z ekosystemem z utleniania nanocząstek grafenu, zwłaszcza ich zanieczyszczającą rolę, jeśli wejdą w kontakt z wodami powierzchniowymi lub gruntowymi.

Czym jest grafen?

Jest to materiał składający się z warstwy węgla o grubości atomu. Jest niewiarygodnie lekki, ale jednocześnie niezwykle wytrzymały, elastyczny i zdolny do doskonałego przewodzenia ładunków elektrycznych i temperatury. Minęło zaledwie 10 lat odkąd laboratoria były w stanie wyizolować grafen i od tego czasu przemysł stara się przekształcić go w materiał, który może zaoferować cały potencjał, jaki wydaje się oferować w komercyjnych zastosowaniach i aplikacjach, chociaż wydaje się, że nie tak wiele pieniędzy i wysiłku badawczego zostało włożone w zbadanie jego możliwych negatywnych skutków.

Właśnie ze względu na charakter swojej struktury, niezwykle ostry (pamiętajmy, grubość jednego atomu) i wysoce odporny, to cechy, które czynią go potencjalnie niebezpiecznym w kontakcie z ludzkimi komórkami, gdyż są one podatne na dosłowne rozcinanie ludzkich błon komórkowych (i oczywiście błon innych istot żywych) z konsekwencjami w postaci uszkodzenia płuc (w przypadku wdychania) czy skóry (w kontakcie). Implanty medyczne pokryte grafenem mogłyby być katastrofalne w skutkach, gdyby powłoka się odkleiła, powodując masakrę na skalę komórkową.

Dobrze wiedzieć

Jeśli chodzi o utlenianie nanocząstek grafenu, to w kontakcie z wodami gruntowymi, w których jest mało materii organicznej, a woda ma wysoki poziom twardości, nanocząstki te mogłyby stać się niestabilne i wytrącać się na dnie zbiorników. Z drugiej strony, w wodach powierzchniowych o większej obecności materii organicznej, nanocząstki tlenku grafenu pozostałyby bardziej stabilne i miałyby tendencję do przemieszczania się wraz z prądami podpowierzchniowymi, co mogłoby spowodować poważne szkody, takie jak te wymienione powyżej, właśnie ze względu na ich niezwykłą odporność i ekstremalną cienkość.

Na razie organy odpowiedzialne za bezpieczeństwo pracy z materiałami ostrzegają o konieczności zachowania ostrożności w obchodzeniu się z grafenem ze względu na potencjalne ryzyko podrażnienia skóry, oczu i błon śluzowych, a także niebezpieczeństwo wdychania i połknięcia.