Studio svizzero sull’incenerimento di plastiche contenenti grafene

I ricercatori dell’EMPA hanno studiato i residui dell’incenerimento di plastiche contenenti grafene per accertarne l’impatto.
Secondo le conclusioni della ricerca svizzera, i materiali compositi bruciati contenenti nanoparticelle di grafene possono essere considerati innocui in caso di esposizione acuta.
Si tratta di un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio (avente cioè uno spessore equivalente alle dimensioni di un solo atomo) con caratteristiche eccezionali.
Ha la resistenza teorica del diamante e la flessibilità della plastica.

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Grazie alle sue eccezionali proprietà, il grafene viene ora aggiunto a un’ampia gamma di materie plastiche.
Il materiale a base di carbonio migliora, ad esempio, la conduttività e la stabilità dei compositi.
I ricercatori dei Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali stanno attualmente analizzando i rischi per la salute di questi materiali compositi relativamente nuovi in diversi studi.
Gli studi più recenti stanno esaminando i residui di nano-piastrine di grafene che possono essere prodotti dopo che i compositi vengono bruciati negli inceneritori di rifiuti o in un incidente.

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Un modello realistico in 3D dei polmoni in un piatto di coltura cellulare

Poiché è più probabile che l’organismo umano entri in contatto con le particelle di grafene attraverso le vie respiratorie, i ricercatori dei Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali hanno utilizzato il modello polmonare 3D sviluppato ai con colture cellulari per i test di tossicità.
Il team guidato da Peter Wick del Laboratorio Particles-Biology Interactions dell’EMPA a San Gallo ha esposto le cellule polmonari ai residui della combustione di materiali compositi contenenti nano-piastrine di grafene.
Per stimare nel modo più realistico possibile la quantità di particelle di grafene a cui l’uomo è tipicamente esposto, un team guidato da Jing Wang del Laboratorio Advanced Analytical Technologies nell’ambito dei Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali ha esaminato e quantificato i residui della combustione dei compositi di grafene.
Al progetto interdisciplinare hanno partecipato anche ricercatori del laboratorio Advanced Fibers dell’EMPA.

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Nessuna reazione infiammatoria, stress ossidativo o morte delle cellule

Utilizzando questi dati, il team ha sottoposto il modello polmonare 3D a condizioni realistiche, in modo da poter fare previsioni sulla tossicità acuta dei nano-piastrine di grafene dopo la combustione.
I risultati hanno mostrato che i residui della combustione di resine plastiche senza grafene provocano le ben note reazioni avverse che indicano un rischio per la salute.
Tuttavia, dopo il contatto con i residui del materiale, come sappiamo costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio, non ci sono ulteriori evidenze di danni acuti alle cellule polmonari, come reazioni infiammatorie, stress ossidativo o addirittura morte cellulare.
In uno studio precedente, i ricercatori dei Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali (EMPA) erano già riusciti a dimostrare che i rischi per la salute della polvere di grafene prodotta dall’abrasione dei compositi polimerici sono trascurabili.
Gli effetti dell’esposizione prolungata alle nanoparticelle di grafene saranno ora analizzati in studi a lungo termine.

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