Materiais relacionados ao grafeno (GRMs) são frequentemente usados ​​para reforçar polímeros. Em pequenas concentrações de até cinco por cento em peso, os GRMs podem aumentar significativamente a resistência, a condutividade elétrica e o transporte térmico de compósitos para uma variedade de aplicações. No entanto, sendo um conjunto relativamente novo de materiais, o grafeno e os GRMs precisam ser cuidadosamente avaliados para identificar potenciais efeitos adversos antes da comercialização.
Em um novo estudo, uma grande equipe interdisciplinar de cientistas financiados pelo projeto Graphene Flagship da UE preparou um compósito de poliamida 6 (PA6, também conhecido como Nylon-6) – um polímero termoplástico usado em diversos setores, como automotivo e equipamentos esportivos – com Óxido de grafeno reduzido em 2,5% (rGO), uma forma de grafeno que aumenta o reforço do polímero. Em seguida, eles desgastaram esse material imitando cenários de processamento ou fim de vida útil, criando partículas com um diâmetro médio de 1,9 μm para rGO-PA6 ou 3,2 μm com PA6 puro, respectivamente.

Materiais transportados pelo ar

Os pesquisadores analisaram e compararam os efeitos das partículas abrasivas que consistem em PA6-rGO, PA6 sozinho ou rGO puro ao longo das rotas de exposição mais prováveis. Portanto, eles usaram modelos baseados em células representando pulmões humanos, trato gastrointestinal, pele e sistema imunológico, bem como um modelo de camundongo in vivo para exposição pulmonar.

O pesquisador encontrou apenas respostas agudas limitadas após a exposição ao PA6-rGO nos diferentes modelos baseados em células. Apenas rGO induziu efeitos adversos substanciais, em particular em macrófagos, um tipo de células imunes. Como a inalação de materiais transportados pelo ar é uma preocupação ocupacional fundamental, a equipe realizou um único estudo de exposição em camundongos. De acordo com os dados agudos in vitro, o PA6-rGO induziu uma inflamação pulmonar modesta e transitória. No geral, este estudo abrangente sugere um provável baixo risco para a saúde humana em condições de exposição aguda de rGO-PA6. No entanto, mais estudos seriam necessários para avaliar os efeitos crônicos ou impacto em pacientes que sofrem de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) ou asma.

"Nosso objetivo é antecipar o 'e ​​se?' cenário anterior ao amplo uso desses materiais emergentes para evitar futuras desvantagens sociais e econômicas", diz o cientista da Empa, Peter Wick, principal autor do estudo. "Antecipamos questões, que se tornarão relevantes para a 'Estratégia Química para sustentabilidade para um ambiente livre de tóxicos' da Comissão Europeia, facilitando o uso seguro e sustentável de materiais reforçados com GRM. Isso só foi possível graças a uma equipe multidisciplinar de especialistas em polímeros, grafeno e nanossegurança, favorecidos pelo ecossistema Graphene Flagship."

Andrea C. Ferrari, Oficial de Ciência e Tecnologia do Graphene Flagship e Presidente de seu Painel de Gestão, acrescenta:"Este estudo abrangente da possível toxicidade de fragmentos compostos de grafeno-polímero destaca o papel central que a saúde e a segurança desempenham no Graphene Flagship desde sua Quando esses compósitos são processados ​​em peças industriais, é preciso considerar seriamente as possíveis implicações para a saúde devido às partículas emitidas/desgastadas. É reconfortante ver que este estudo mostra efeitos insignificantes, confirmando assim a viabilidade do grafeno para aplicações em massa." + Explorar mais

Grafeno e segurança de materiais relacionados:saúde humana e meio ambiente