Il grafene è un nanomateriale costituito da carbonio puro. Viene spesso descritto come un materiale bidimensionale (2D) perché ha uno spessore di pochi atomi di carbonio e quindi occupa quasi interamente la superficie.
Il grafene può anche essere considerato una “famiglia” di materiali perché è disponibile in molte forme e tipi tra cui ossido di grafene, ossido di grafene ridotto, fogli di grafene, scaglie di grafene e altre versioni di questo straordinario materiale.
È proprio le caratteristiche e le dimensioni 2D che rendono il grafene uno dei materiali più resistenti e più conduttivi elettricamente e termicamente mai misurati. Questi attributi lo rendono un materiale estremamente interessante da utilizzare per rendere altri materiali migliori, più leggeri, più resistenti, più durevoli e più riciclabili.
Poiché è a base di carbonio, il grafene può essere utilizzato in una gamma sorprendentemente ampia di applicazioni, dai sensori estremamente sensibili ai tessuti ad alte prestazioni, alle batterie molto più efficienti, ai compositi avanzati ad alta resistenza e persino per essere utilizzato nel calcestruzzo per ridurre la quantità di CO2 incorporata. I materiali in grafene vengono anche utilizzati e testati per l’uso in applicazioni biologiche e mediche, dall’ingegneria tissutale1 ai sistemi di somministrazione di farmaci.2
È molto importante ricordare che quando il grafene viene utilizzato come nanoadditivo in altri prodotti come plastica, tessuti, rivestimenti o persino cemento, viene generalmente utilizzato in quantità molto piccole, spesso molto inferiori all’1% in peso. Nonostante queste piccole quantità, apporta vantaggi significativi ai materiali a cui viene aggiunto. Ciò significa anche che il grafene è generalmente completamente incorporato nel materiale ospite a cui è stato aggiunto.
È anche importante notare che quasi vent’anni fa la Royal Society pubblicò uno storico rapporto3 che chiariva che i nanomateriali incorporati in qualsiasi matrice materiale non rappresentavano una minaccia per la salute e la sicurezza maggiore di qualsiasi altro materiale.
Dal rapporto della Royal Society, il grafene, in quanto nuovo nanomateriale, ha dovuto affrontare inevitabili domande che sorgono naturalmente su come gestirlo in sicurezza e se comporta rischi per la salute umana.
1. Goenka S., Sant V., Sant S. Nanomateriali a base di grafene per la somministrazione di farmaci e l’ingegneria dei tessuti. J. Controllo. Pubblicazione. 2014;173:75–88. doi: 10.1016 j.jconrel.2013.10.017.
2. Zhang Q., Wu Z., Li N., Pu Y., Wang B., Zhang T., Tao J. Revisione avanzata di nanomateriali a base di grafene nei sistemi di somministrazione di farmaci: sintesi, modifica, tossicità e applicazione. Madre. Sci. Eng. C. 2017;77:1363–1375. doi: 10.1016 j.msec.2017.03.196.
3. https://royalsociety.org/-/media/Royal_Society_Content/policy publications/2004/9693.pdf
Qualsiasi valutazione del rischio per il grafene, o qualsiasi altro materiale, deve basarsi sulla formula: Pericolo x Esposizione = Rischio.4 In questa formula puoi vedere che una sostanza altamente pericolosa come un acido può avere un accesso limitato, limitandone l’esposizione e riducendo così il rischio. Quando questa formula viene applicata alla differenza tra le nanoparticelle ingegnerizzate, come il grafene, e quelle presenti nell’aria a causa dell’inquinamento atmosferico, possiamo iniziare a mettere i rischi in prospettiva.
Inoltre, poiché il grafene è relativamente nuovo e c’è confusione o disinformazione sui rischi per la salute dei nanomateriali in generale, è importante fare riferimento a test e studi scientifici che hanno valutato in modo approfondito il profilo di rischio dei materiali in grafene per il contatto cutaneo (pelle).
Nessun nanomateriale nella sua forma grezza deve essere maneggiato direttamente senza le necessarie precauzioni per prevenirne l’inalazione (impostazioni di manipolazione sicure e dispositivi di protezione individuale per il personale addestrato). Tuttavia, come stabilito dal rapporto della Royal Society quasi vent’anni fa, una volta che un nanomateriale (compreso il grafene) è stato incorporato in un prodotto, è praticamente impossibile liberare le particelle di grafene dal materiale ospite.
Ciò è stato dimostrato in modo conclusivo in una ricerca commissionata dal Graphene Council e condotta dai ricercatori della Virginia Tech (che sarà presto pubblicata da Nature Springer) che ha dimostrato che una volta incorporato il grafene nei guanti di plastica, era impossibile separare il grafene dai guanti senza completare la distruzione dei guanti.
Sono stati scritti migliaia di studi individuali e articoli sulle diverse forme e tipi di grafene dal punto di vista del profilo tossicologico. Una cosa su cui questi studi concordano chiaramente è che il grafene non presenta alcun rischio significativo derivante dal contatto con la pelle umana. (È realizzato con lo stesso materiale della tua tipica matita).
Visitare https://www.mdpi.com/2073-4352/10/9/718 per riferimenti a studi.
Il grafene è un materiale che offre vantaggi significativi rendendo migliori altri materiali; più leggeri, più resistenti, più durevoli, più riciclabili e abilitano nuove funzionalità a beneficio delle persone e del pianeta.
È importante tuttavia capire se ci sono effetti negativi derivanti dall’uso di questo materiale di cui dovremmo essere consapevoli e che possiamo gestire?
Per quanto riguarda il contatto con la pelle umana, il grafene può essere utilizzato con sicurezza sulla base del corpo scientifico che ha ampiamente esaminato il grafene per più di un decennio.
Terrance Barkan, direttore esecutivo, The Graphene Council.
4. https://spectrum.ieee.org/should-we-worry-about-graphene-oxide-in-our-water
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