Grafenstøv er ikke skadeligt, viser undersøgelse

Grafen-relaterede materialer (GRM'er) bruges ofte til at forstærke polymerer. I små koncentrationer på op til fem vægtprocent kan GRM forbedre styrken, den elektriske ledningsevne og den termiske transport af kompositter væsentligt til en række forskellige anvendelser. Men da det er et relativt nyt sæt materialer, skal grafen og GRM'er nøje vurderes for at identificere potentielle negative virkninger forud for kommercialisering.

I en ny undersøgelse udarbejdede et stort tværfagligt team af videnskabsmænd finansieret af EU's Graphene Flagship-projekt en komposit af polyamid 6 (PA6, også kendt som Nylon-6) - en termoplastisk polymer, der bruges i flere sektorer såsom bil- og sportsudstyr - med 2,5% reduceret grafenoxid (rGO), en form for grafen, der forbedrer forstærkningen af ​​polymeren. Derefter slibede de dette materiale og efterlignede yderligere bearbejdning eller scenarier med end-of-life, og skabte partikler med en gennemsnitlig diameter på 1,9 μm for henholdsvis rGO-PA6 eller 3,2 μm med ren PA6.

Luftbårne materialer

Forskerne analyserede og sammenlignede virkningerne af de afslidte partikler bestående af enten PA6-rGO, PA6 alene eller ren rGO langs de mest sandsynlige eksponeringsveje. Derfor brugte de cellebaserede modeller, der repræsenterede menneskelige lunger, mave-tarmkanalen, huden og immunsystemet samt en in vivo musemodel til lungeeksponering.

Forskeren fandt kun begrænsede akutte reaktioner efter eksponering for PA6-rGO i de forskellige cellebaserede modeller. Kun rGO inducerede væsentlige negative virkninger, især i makrofager, en type immunceller. Da indånding af luftbårne materialer er en vigtig erhvervsmæssig bekymring, gennemførte holdet en enkelt eksponeringsundersøgelse i mus. I overensstemmelse med de akutte in vitro-data inducerede PA6-rGO en beskeden og forbigående lungebetændelse. Samlet set tyder denne omfattende undersøgelse på en sandsynlig lav risiko for menneskers sundhed ved akutte eksponeringsforhold for rGO-PA6. Der vil dog være behov for yderligere undersøgelser for at vurdere kroniske virkninger eller indvirkning på patienter, der lider af kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) eller astma.

"Vi sigter mod at forudse 'hvad nu hvis?' scenario forud for den brede brug af disse nye materialer for at undgå fremtidige sociale og økonomiske ulemper," siger Empa-forsker Peter Wick, hovedforfatteren af ​​undersøgelsen. "Vi forudså spørgsmål, som vil blive relevante for Europa-Kommissionens 'Kemikaliestrategi for bæredygtighed mod et giftfrit miljø', der letter sikker og bæredygtig brug af GRM-forstærkede materialer. Dette var kun muligt takket være et tværfagligt team af eksperter i polymerer, grafen og nanosikkerhed, begunstiget af Graphene Flagship-økosystemet."

Andrea C. Ferrari, videnskabs- og teknologiofficer for Graphene Flagship og formand for dets Management Panel, tilføjer:"Denne omfattende undersøgelse af mulig toksicitet af grafen-polymer kompositfragmenter fremhæver den centrale rolle, som sundhed og sikkerhed spiller i Graphene Flagship siden dets I begyndelsen. Når disse kompositmaterialer forarbejdes til industrielle dele, er man nødt til seriøst at overveje de mulige sundhedsmæssige konsekvenser på grund af udsendte/afslidte partikler. Det er betryggende at se, at denne undersøgelse viser ubetydelige effekter, og dermed bekræfter grafens levedygtighed til masseanvendelser." + Udforsk yderligere

Grafen og relaterede materialers sikkerhed:Menneskets sundhed og miljøet