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    Ist Graphen gefährlich für Mensch und Umwelt?

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    Ich warte schon seit geraumer Zeit auf eine Schlagzeile wie "Wissenschaftler entdecken, was Graphen nicht kann" ... und hier ist sie. Jedermanns Lieblingsnanomaterial mag eine Fülle von nahezu magischen Eigenschaften haben, aber wie sich herausstellt, könnte es auch schlecht für die Umwelt sein - und auch schlecht für Sie.

    Graphen

    Wenn man anfängt, über Graphen zu sprechen, kann man sich leicht hinreißen lassen. Graphen besteht aus ein Atom dicken Kohlenstoffschichten und ist unglaublich leicht, unglaublich stark, extrem flexibel und sehr gut wärme- und stromleitend. Seine Eigenschaften versprechen eine regelrechte technologische Revolution in so vielen Bereichen, dass es als Wundermaterial bezeichnet wurde.

    Aber es ist erst 10 Jahre her, dass Graphen zum ersten Mal im Labor isoliert wurde, und während sich Forscher und Industrie darum bemühen, Graphen aus dem Labor in eine breite Palette kommerzieller Anwendungen zu bringen, wird weit weniger Geld für die Untersuchung seiner möglichen negativen Auswirkungen ausgegeben.

    Recherchen

    Zwei neuere Studien geben uns einen weniger rosigen Blickwinkel. In der ersten untersuchte ein Team von Biologen, Ingenieuren und Materialwissenschaftlern der Brown University die potenzielle Toxizität von Graphen in menschlichen Zellen. Sie fanden heraus, dass die gezackten Ränder der superscharfen und superstarken Graphen-Nanopartikel die Zellmembranen von menschlichen Lungen-, Haut- und Immunzellen leicht durchdringen, was darauf hindeutet, dass sie bei Menschen und anderen Tieren ernsthaften Schaden anrichten können.

    Vermögenswerte.newatlas

     

    Die untere Ecke eines Graphenstücks durchdringt eine Zellmembran - mechanische Eigenschaften wie raue Kanten und scharfe Ecken können Graphen für menschliche Zellen gefährlich machen. Der Maßstab entspricht zwei Mikrometern. (Bild: Kane Lab/Brown University)

    "Diese Materialien können unbeabsichtigt eingeatmet werden, oder sie können absichtlich injiziert oder als Bestandteile neuer biomedizinischer Technologien implantiert werden", sagte Robert Hurt, Professor für Ingenieurwissenschaften und einer der Autoren der Studie. "Deshalb wollen wir verstehen, wie sie mit Zellen interagieren, sobald sie im Körper sind."

    Berücksichtigen Sie

    In einer anderen Studie untersuchte ein Team des Bourns College of Engineering der University of California, Riverside, wie Graphenoxid-Nanopartikel mit der Umwelt interagieren könnten, wenn sie in Oberflächen- oder Grundwasserquellen gelangen.

    Das Team fand heraus, dass Graphenoxid-Nanopartikel in Grundwasserquellen, die wenig organisches Material enthalten und einen höheren Härtegrad aufweisen, dazu neigen, weniger stabil zu werden und sich schließlich abzusetzen oder in unterirdischen Umgebungen entfernt zu werden.

    In Oberflächengewässern wie Seen oder Flüssen jedoch, wo es mehr organisches Material und weniger Härte gibt, blieben die Partikel viel stabiler und neigten dazu, weiter zu wandern, insbesondere unter der Oberfläche.

    Eine Verschmutzung mit dieser Art von Nanopartikeln könnte also organische Stoffe, Pflanzen, Fische, Tiere und Menschen schädigen. Das betroffene Gebiet könnte sich schnell ausbreiten, und es könnte einige Zeit dauern, bis es wieder sicher ist.

    Beachten Sie

    "Die Situation ist heute ähnlich wie bei Chemikalien und Arzneimitteln vor 30 Jahren", so Jacob D. Lanphere, Mitautor der Studie. "Wir wissen einfach nicht viel darüber, was passiert, wenn diese technisch hergestellten Nanomaterialien in den Boden oder ins Wasser gelangen. Wir müssen also proaktiv vorgehen, damit wir die Daten zur Verfügung haben, um nachhaltige Anwendungen dieser Technologie in der Zukunft zu fördern."

    Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist das Sicherheitsdatenblatt für die industrielle Verwendung von Graphen noch unvollständig. Es wird als potenziell haut- und augenreizend sowie als potenziell gefährlich beim Einatmen oder Verschlucken aufgeführt. Es liegen keine Informationen darüber vor, ob es krebserregend oder entwicklungsgefährdend ist.

    Fazit

    Die Forscher der ersten Studie weisen darauf hin, dass es sich um ein Material handelt, das noch in den Kinderschuhen steckt. Da es sich um ein vom Menschen hergestelltes Material handelt, besteht in diesem frühen Stadium die Möglichkeit, die potenziell schädlichen Eigenschaften von Graphen zu untersuchen und zu verstehen und zu versuchen, sie zu beseitigen. Es wird noch ein paar Jahre dauern, bis Graphen in unserem Leben wirklich eine große Rolle spielt. Die Herausforderung besteht also darin, herauszufinden, wie wir es für uns und unseren Planeten so sicher wie möglich machen können.

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