Grafen er et todimensionalt (i størrelsesordenen et atom tykt) nanomateriale af kulstof, der består af et enkelt lag af tætpakkede kulstofatomer. Dets høje mekaniske styrke og betydelige elektriske og termiske egenskaber gør grafen velegnet til mange nye anvendelser inden for elektronik, biologiske, kemiske og magnetiske sensorer, fotodetektorer og energilagring og -generering.
Vidste du det?
På grund af dens potentielle anvendelsesmuligheder forventes grafenproduktionen at stige betydeligt i de kommende år, men på grund af dens lave markedsoptagelse og begrænsningerne i analysen af dens virkninger, er der i øjeblikket stadig ikke meget information tilgængelig om koncentrationerne af grafen-nanomaterialer i økosystemer.
Nu er det blevet kendt, at grafenoxid som en trojansk hest kan transportere organiske forurenende stoffer til fisk under visse forhold. Forskere fra forskningsgruppen CBET ved University of the Basque Country (UPV/EHU) i Spanien og University of Bordeaux i Frankrig har i en undersøgelse vist, at nanomaterialer af grafenoxid, alene og i kombination med polycykliske aromatiske kulbrinter, er en potentiel kilde til toksicitet for fisk, men i koncentrationer over de nuværende forventede miljømæssige niveauer. Under de betingelser, der blev anvendt i forskningen, blev der ikke påvist høj toksicitet, men der blev observeret ændringer i nogle biomarkører.
Tag hensyn til
Som følge af grafens overfladeegenskaber kan grafen, når det er i vandmiljøet, fungere som bærer af organiske forurenende stoffer, såsom polycykliske aromatiske kulbrinter, for vandlevende organismer. I den forbindelse har forskningsgruppen CBET (Cell Biology in Environmental Toxicology) evalueret grafenoxids evne til at sorbere polycykliske aromatiske kulbrinter og toksiciteten af grafenoxid alene og i kombination med visse polycykliske aromatiske kulbrinter i zebrafiskeembryoner og voksne.
"Resultaterne har vist, at grafenoxid kan transportere polycykliske aromatiske kulbrinter ind i zebrafisken (via en slags trojansk hest-effekt) og forårsage subletale skader. Under de betingelser, vi brugte, har de toksiske virkninger ikke været enorme, hverken fisk eller embryoner er døde, men i nogle biomarkører har vi opdaget virkninger, der advarer os", siger Amaia Orbea, læge i CBET-gruppen på UPV/EHU.
På den ene side har de opdaget, at der kan opstå misdannelser i embryoner ved høje koncentrationer, "hvilket betyder, at ved længere eksponering og højere koncentrationer er det muligt, at der fødes ikke-levedygtige dyr", forklarer Orbea. På den anden side har denne forskning vist, at "på lang sigt, i en tre ugers eksponering, blev enzymet acetylcholinesterase, som bremser nervestimuli, hæmmet i alle de behandlede fisk, så på trods af at vi ikke bruger meget høje koncentrationer, har vi set, at når eksponeringstiden øges, begynder neurotoksiske effekter at dukke op," påpegede forskeren.
Husk på
"Vi har brugt specifikke koncentrationer og tidsperioder, men vi ved ikke, hvordan disse koncentrationer vil udvikle sig fra nu af i naturen, og deres mulige indflydelse i forhold til andre forurenende stoffer. Resultaterne har vist os, at de koncentrationer, der kan findes i miljøet på nuværende tidspunkt, ikke er særlig farlige, men vi skal være forsigtige: Vi ved ikke, hvilke effekter disse lave koncentrationer kan have ved længere tids eksponering. De opnåede resultater er relateret til de betingelser, der blev anvendt i vores eksperimenter. Normalt finder vi ikke grafen alene i miljøet; sammen med grafen er der mange andre forurenende stoffer, der også påvirker dyr... Vi bør overveje dem alle på samme tid," advarer han.
Denne undersøgelse er en del af den internationale co-vejledte afhandling af den ph.d.-studerende Ignacio Martínez Álvarez. Forskningen er blevet finansieret af UPV/EHU, Amaia Orbea er afhandlingsleder for UPV/EHU og Hélène Budzinski er afhandlingsleder for University of Bordeaux. Forskningen er blevet udført på Institut for Zoologi og Dyrecellebiologi og på Center for Forskning i Eksperimentel Marinbiologi og Bioteknologi (Plentzia Marine Station), i samarbejde med Polymat.
Afsluttende bemærkning
Undersøgelsen har titlen "Optagelse og effekter af grafenoxid-nanomaterialer alene og i kombination med polycykliske aromatiske kulbrinter i zebrafisk". Det er blevet offentliggjort i det akademiske tidsskrift Science of the Total Environment. (Kilde: UPV/EHU)