Los materiales relacionados con el grafeno (GRM) se utilizan a menudo para reforzar polímeros. En pequeñas concentraciones de hasta cinco por ciento en peso, los GRM pueden mejorar significativamente la resistencia, la conductividad eléctrica y el transporte térmico de compuestos para una variedad de aplicaciones. Sin embargo, al ser un conjunto de materiales relativamente nuevo, el grafeno y los GRM deben evaluarse cuidadosamente para identificar posibles efectos adversos antes de la comercialización.

En un nuevo estudio, un gran equipo interdisciplinario de científicos financiado por el proyecto Graphene Flagship de la UE preparó un compuesto de poliamida 6 (PA6, también conocido como Nylon-6), un polímero termoplástico utilizado en varios sectores, como la automoción y el equipamiento deportivo, con Óxido de grafeno reducido (rGO) al 2,5 %, una forma de grafeno que mejora el refuerzo del polímero. Luego desgastaron este material imitando un procesamiento posterior o escenarios de fin de vida, creando partículas con un diámetro promedio de 1,9 μm para rGO-PA6 o 3,2 μm con PA6 puro, respectivamente.

Materiales en el aire

Los investigadores analizaron y compararon los efectos de las partículas desgastadas que consistían en PA6-rGO, PA6 solo o rGO puro a lo largo de las rutas de exposición más probables. Por lo tanto, utilizaron modelos basados ​​en células que representan los pulmones humanos, el tracto gastrointestinal, la piel y el sistema inmunitario, así como un modelo de ratón in vivo para la exposición pulmonar.

El investigador encontró solo respuestas agudas limitadas después de la exposición a PA6-rGO en los diferentes modelos basados ​​en células. Solo la rGO indujo efectos adversos sustanciales, en particular en los macrófagos, un tipo de células inmunitarias. Dado que la inhalación de materiales en el aire es una preocupación ocupacional clave, el equipo realizó un estudio de exposición única en ratones. De acuerdo con los datos agudos in vitro, PA6-rGO indujo una inflamación pulmonar modesta y transitoria. En general, este estudio integral sugiere un riesgo bajo probable para la salud humana en condiciones de exposición aguda de rGO-PA6. Sin embargo, se requerirían más estudios para evaluar los efectos crónicos o el impacto en pacientes que padecen enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) o asma.

"Nuestro objetivo es anticipar el '¿y si?' escenario previo al uso generalizado de estos materiales emergentes para evitar futuros inconvenientes sociales y económicos", dice el científico de Empa Peter Wick, autor principal del estudio. "Anticipamos preguntas, que serán relevantes para la 'Estrategia química para la sostenibilidad hacia un entorno libre de tóxicos' de la Comisión Europea, facilitando el uso seguro y sostenible de materiales reforzados con GRM. Esto solo fue posible gracias a un equipo multidisciplinario de expertos en polímeros, grafeno y nanoseguridad, favorecidos por el ecosistema Graphene Flagship".

Andrea C. Ferrari, responsable de ciencia y tecnología de Graphene Flagship y presidente de su panel de gestión, añade:"Este estudio exhaustivo de la posible toxicidad de los fragmentos de compuestos de grafeno y polímero destaca el papel central que desempeñan la salud y la seguridad en Graphene Flagship desde su muy comenzando. Cuando estos compuestos se procesan en piezas industriales, uno debe considerar seriamente las posibles implicaciones para la salud debido a las partículas emitidas / desgastadas. Es tranquilizador ver que este estudio muestra efectos insignificantes, lo que confirma la viabilidad del grafeno para aplicaciones masivas ". + Explora más

Seguridad del grafeno y materiales relacionados:salud humana y medio ambiente