Piensa en grande. A pesar de su tema de investigación, este bien podría ser el lema del Graphene Flagship, lanzado en 2013:con un presupuesto total de mil millones de euros, fue la iniciativa de investigación más grande de Europa hasta la fecha, junto con el Human Brain Flagship, que se lanzó en al mismo tiempo.
Lo mismo se aplica al artículo de revisión sobre los efectos del grafeno y materiales relacionados en la salud y el medio ambiente, que los investigadores de Empa Peter Wick y Tina Bürki acaban de publicar junto con 30 colegas internacionales en la revista ACS Nano.; resumen los hallazgos sobre los riesgos ecológicos y para la salud de los materiales de grafeno, la lista de referencias incluye casi 500 publicaciones originales.
Una riqueza de conocimientos que también da el visto bueno. "Hemos investigado los posibles efectos agudos de diversos grafeno y materiales similares en los pulmones, el tracto gastrointestinal y la placenta, y en ninguno de los estudios se observaron efectos graves y agudos que dañen las células", dice Wick, resumiendo los resultados.
Aunque es cierto que pueden producirse reacciones de estrés en las células pulmonares, el tejido se recupera con bastante rapidez. Sin embargo, algunos de los materiales 2D más nuevos, como los nitruros de boro, los dicalcogenuros de metales de transición, los fosfenos y los MXenos, aún no se han investigado mucho, señala Wick; Se necesitaban más investigaciones aquí.
En sus análisis, Wick and Co. no se limitaron a los materiales similares al grafeno recién producidos, sino que también examinaron el ciclo de vida completo de diversas aplicaciones de los materiales que contienen grafeno. En otras palabras, investigaron cuestiones como:¿Qué sucede cuando estos materiales se desgastan o queman? ¿Se liberan partículas de grafeno? ¿Puede este polvo fino dañar las células, los tejidos o el medio ambiente?
Un ejemplo:la adición de un pequeño porcentaje de grafeno a polímeros, como resinas epoxi o poliamidas, mejora significativamente las propiedades del material, como la estabilidad mecánica o la conductividad, pero las partículas de abrasión no causan ningún efecto nanotóxico específico del grafeno en las células y tejidos analizados. . El equipo de Wick podrá continuar esta investigación incluso después de que finalice el proyecto emblemático.
Además del equipo de Wick, los investigadores de Empa dirigidos por Bernd Nowack han utilizado análisis de flujo de materiales como parte del Graphene Flagship para calcular el posible impacto ambiental futuro de los materiales que contienen grafeno y han modelado qué ecosistemas probablemente se verán afectados y en qué medida. /P>
El equipo de Roland Hischier, al igual que el de Nowack en el laboratorio de Tecnología y Sociedad de Empa, utilizó evaluaciones del ciclo de vida para investigar la sostenibilidad ambiental de diferentes métodos de producción y ejemplos de aplicación para diversos materiales que contienen grafeno.
El grafeno es un material enormemente prometedor. Está formado por una única capa de átomos de carbono dispuestos en forma de panal y tiene propiedades extraordinarias:resistencia mecánica excepcional, flexibilidad, transparencia y una conductividad térmica y eléctrica excepcional. Si el material, que ya es bidimensional, se restringe aún más espacialmente, por ejemplo a una cinta estrecha, se pueden crear efectos cuánticos controlables. Esto podría permitir una amplia gama de aplicaciones, desde la construcción de vehículos y el almacenamiento de energía hasta la computación cuántica.
Durante mucho tiempo, este "material milagroso" existió sólo en teoría. No fue hasta 2004 que los físicos Konstantin Novoselov y Andre Geim de la Universidad de Manchester pudieron producir y caracterizar el grafeno específicamente. Para ello, los investigadores retiraron capas de grafito con un trozo de cinta adhesiva hasta obtener escamas de apenas un átomo de espesor. Por este trabajo recibieron el Premio Nobel de Física en 2010.
Desde entonces, el grafeno ha sido objeto de intensas investigaciones. Mientras tanto, los investigadores han descubierto más materiales 2D, como el ácido grafeno derivado del grafeno, el óxido de grafeno y las cianografías, que podrían tener aplicaciones en medicina. Los investigadores quieren utilizar materiales 2D inorgánicos como el nitruro de boro o MXenes para construir baterías más potentes, desarrollar componentes electrónicos o mejorar otros materiales.
Más información: Hazel Lin et al, Impactos ambientales y de salud del grafeno y otros materiales bidimensionales:una perspectiva emblemática del grafeno, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c09699
Proporcionado por los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales
