由于其卓越的性能，石墨烯現(xiàn)在被添加到各種塑料中。例如，碳基材料改善了復(fù)合材料的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。

Empa研究人員目前正在幾項(xiàng)研究中調(diào)查這些相對(duì)較新的復(fù)合材料的健康風(fēng)險(xiǎn)。最近的研究是研究石墨烯納米片的殘留物，這些殘留物可以在復(fù)合材料在廢物焚燒爐或火災(zāi)事故中燃燒后產(chǎn)生。

細(xì)胞培養(yǎng)皿中的真實(shí)肺模型

由于人體最有可能通過呼吸道與石墨烯顆粒接觸，研究人員使用Empa開發(fā)的3D肺模型和細(xì)胞培養(yǎng)物進(jìn)行毒性測(cè)試。由圣加侖Empa粒子 - 生物學(xué)相互作用實(shí)驗(yàn)室的Peter Wick領(lǐng)導(dǎo)的研究小組將肺細(xì)胞暴露于含有石墨烯納米片的復(fù)合材料燃燒的殘留物中。

為了盡可能真實(shí)地估計(jì)人類通常暴露于的石墨烯顆粒的數(shù)量，由Empa先進(jìn)分析技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的Jing Wang領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)檢查并量化了石墨烯復(fù)合材料的燃燒殘留物。Empa先進(jìn)纖維實(shí)驗(yàn)室的研究人員也參與了跨學(xué)科項(xiàng)目。

無急性損傷

利用這些數(shù)據(jù)，研究小組將3D肺模型置于現(xiàn)實(shí)條件下，以便預(yù)測(cè)石墨烯納米片在燃燒后的急性毒性。結(jié)果表明，不含石墨烯的塑料樹脂的燃燒殘留物會(huì)引起眾所周知的不良反應(yīng)，表明存在健康風(fēng)險(xiǎn)。然而，在與石墨烯納米血小板殘基接觸后，沒有進(jìn)一步證據(jù)表明肺細(xì)胞受到急性損傷，例如炎癥反應(yīng)，氧化應(yīng)激甚至細(xì)胞死亡。

在早期的一項(xiàng)研究中，Empa研究人員已經(jīng)能夠證明聚合物復(fù)合材料磨損產(chǎn)生的石墨烯粉塵的健康風(fēng)險(xiǎn)可以忽略不計(jì)。長期暴露于石墨烯納米顆粒的影響現(xiàn)在將在長期研究中進(jìn)行研究。