Terwijl de drang om grafeen te commercialiseren voortduurt, het is belangrijk dat alle veiligheidsaspecten grondig worden onderzocht en begrepen. Het Graphene Flagship-project bestudeert de impact van grafeen en verwante materialen op de menselijke gezondheid, evenals de impact op het milieu. Hierdoor wordt safety by design een kernonderdeel van innovatie.

Onderzoekers en bedrijven gebruiken momenteel verschillende materialen zoals gelaagd grafeen, grafeenoxide en heterostructuren. De eerste stap om de grafeentoxicologie te beoordelen, is om deze materialen volledig te karakteriseren. Dit werk geeft een overzicht van de productie- en karakteriseringsmethoden van nieuwe materialen, en overweegt welke biologische effecten afhankelijk zijn van hun inherente eigenschappen.

"Een van de belangrijkste boodschappen is dat deze familie van materialen verschillende eigenschappen heeft, dus verschillende biologische effecten vertonen. Het is belangrijk om de noodzaak te benadrukken van niet alleen een systematische analyse van goed gekarakteriseerde op grafeen gebaseerde materialen, maar ook het belang van het gebruik van gestandaardiseerde in vitro of in vivo testen voor de veiligheidsbeoordeling, " zegt Bengt Fadeel, hoofdauteur van dit artikel bij Graphene Flagship-partner Karolinska Institutet, Zweden.

"Deze beoordeling correleert de fysisch-chemische kenmerken van grafeen en verwante materialen met biologische effecten. Een classificatie op basis van laterale afmetingen, aantal lagen en koolstof-zuurstofverhouding stelt ons in staat om de parameters te beschrijven die de toxicologie van grafeen kunnen veranderen. Dit kan richting geven aan de toekomstige ontwikkeling en het gebruik van deze materialen, " legt Alberto Bianco van Graphene Flagship-partner CNRS uit, Frankrijk, en plaatsvervangend leider van het Graphene Flagship Work Package on Health and Environment.

Het document geeft een uitgebreid overzicht van alle aspecten van de gezondheid van grafeen en de impact op het milieu, gericht op de mogelijke interacties van op grafeen gebaseerde materialen met belangrijke doelorganen, waaronder het immuunsysteem, huid, longen, cardiovasculair systeem, maagdarmstelsel, centraal zenuwstelsel, voortplantingssysteem, evenals een breed scala aan andere organismen, waaronder bacteriën, algen, planten, ongewervelden, en gewervelde dieren in verschillende ecosystemen.

"Men kan geen conclusies trekken uit eerder werk aan andere op koolstof gebaseerde materialen zoals koolstofnanobuizen en extrapoleren naar grafeen. Op grafeen gebaseerde materialen zijn minder cytotoxisch in vergelijking met koolstofnanobuizen, en grafeenoxide is gemakkelijk afbreekbaar door cellen van het immuunsysteem, ", zegt Fadeel.

Andrea C. Ferrari, Science and Technology Officer van het Graphene Flagship en voorzitter van het managementpanel zei:"Het begrijpen van mogelijke gezondheids- en milieueffecten van grafeen en aanverwante materialen vormt sinds de eerste dag de kern van alle Graphene Flagship-activiteiten. Deze beoordeling biedt een solide gids voor het veilige gebruik van deze materialen, een belangrijke stap in de richting van hun wijdverbreide gebruik, zoals bedoeld in onze roadmap voor innovatie en technologie."