石墨烯，一层六边形排列的碳原子，被认为是未来的神奇材料:它柔韧、透明、坚固，具有不同的电性能，并拥有所有已知材料中最高的导热性。这使得它对于无数可能的应用程序来说非常有趣。欧洲也认识到了这一点:大规模的研究项目“石墨烯旗舰”已经进行了五年，并致力于这种材料。这是欧洲迄今为止发起的最大的研究计划——这表明了石墨烯的巨大重要性。
但尽管如此，正如任何新技术一样，我们必须在早期就考虑到潜在的不利因素。在过去，这些问题往往调查得太晚。例如，石棉曾因其阻燃性能而受到重视，在20世纪早期被用于生产许多产品——但健康危害只是逐渐被发现。1970年，石棉纤维被正式列为致癌物。
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因此，石墨烯旗舰项目的一个重要部分是致力于解决这样一个问题:石墨烯基材料对人类和环境安全吗?时至今日，在旗舰的框架内已经进行了大量的研究。来自粒子-生物相互作用实验室的Empa研究人员研究了氧化石墨烯如何影响人的肺、胃肠道或胎盘屏障。
全面审查的文章已经发表在中途阶段的石墨烯旗舰项目,哪些链接的数据框架内产生重大国际研究项目与其他已发表的研究,从而显示了知识的当前状态的石墨烯材料的安全。来自15所欧洲大学和研究机构的合作伙伴参与了这项研究，包括Empa的研究人员彼得·威克和蒂娜Bürki。
这篇文章概述了石墨烯基材料在其生命周期中何时甚至可以进入环境或人体:在生产、使用、老化或处置或回收过程中。大多数被评估的研究致力于石墨烯基材料如何与人体相互作用的问题。这些包括物质进入人体的不同方式，如吸入、摄取或皮肤接触，以及与中枢神经系统、肺、皮肤、免疫系统、心血管系统、胃肠道和生殖系统等重要器官的分布和相互作用。
结构决定了活动
值得注意的是:并非所有的研究都得出相同的结果。然而，这并不一定是因为个别研究质量差的事实:“挑战在于，并非所有的石墨烯都是一样的，”Empa粒子-生物相互作用实验室的负责人彼得·威克解释说。石墨烯基材料可以由一层或多层组成，层的宽度和长度可以变化，碳原子与氧原子的比例也可以不同。
根据这三个参数的组合，不仅会产生完全不同的材料性能结果——对人类和环境的影响也会有很大的不同。这使得简单的、通常有效的陈述几乎不可能。“因此，我们的目标是为结构和特定属性之间的关系创建一个详细的模型，”维克说。因此，对所研究的材料进行仔细的表征是核心。在未来，自学习算法可以帮助从数据中生成一个模型，以预测某种石墨烯结构的生物效应。
然而，这样一个全面的模型仍然是未来的梦想。“我们把自己看作是确定石墨烯材料和产品安全性的启动助手，”维克解释说。“尽管有越来越多的研究表明石墨烯材料如何影响生命系统，但我们的知识仍有空白。我们需要先填补这些空白，然后才能明确预测具有某些特性的石墨烯材料将如何影响生物系统。”其目标是为权威机构、研究机构和行业创造一个新的标准，从而使神奇的材料石墨烯也可以安全地使用。
来源:电子探针
