Wenn die Farbe nachlässt, wohin gehen die Nanopartikel? Jiaxing Huang, Nordwestliche Universität, CC BY-ND

Graphen ist eine Berühmtheit in der Welt der nanoskaligen Materialien. In 2004 von Nobelpreisträgern isoliert Andre Geim und Konstantin NovoselovDiese ultradünnen Kohlenstoffschichten finden bereits neue Anwendungen in Bereichen wie Elektronik, hocheffiziente Heizsysteme, Wasserreinigungstechnologien und sogar Golfbälle. Laut einer kürzlich in der Fachzeitschrift Chem veröffentlichten Studie Haarfärbemittel können jetzt zu dieser Liste hinzugefügt werden.

Aber wie sicher und verantwortungsvoll ist diese neue Verwendung des kohlenstoffbasierten Wundermaterials?

Northwestern University Pressemitteilung "Graphene findet eine neue Anwendung als ungiftiges, antistatisches Haarfärbemittel." Die Ankündigung brachte Schlagzeilen wie "Genug mit den giftigen Haarfärbemitteln. Wir könnten stattdessen Graphen verwenden“ und „"Miracle Material" Graphen verwendet, um die ultimative Haarfärbemittel zu erstellen"

Aus diesen Schlagzeilen könnte Ihnen vielleicht die Idee kommen, dass die Sicherheit von Graphen-basierten Haarfärbemitteln eine abgeschlossene Sache ist. Noch die potenziellen Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt untersucht haben von technisch hergestellten Nanomaterialien für mehr Jahre, als ich mich erinnern möchteIch finde solche übermäßig optimistischen Äußerungen beunruhigend - besonders, wenn sie nicht durch eindeutige Beweise unterstützt werden.

Winzige Materialien, möglicherweise größere Probleme

Künstliche Nanomaterialien wie Graphen und Graphenoxid (die spezielle Form, die in den Farbstoffexperimenten verwendet wird) sind nicht unbedingt schädlich. Aber Nanomaterialien können sich auf ungewöhnliche Weise verhalten, abhängig von Partikelgröße, Form, Chemie und Anwendung. Aus diesem Grund waren die Forscher lange Zeit vorsichtig damit, ihnen eine saubere Gesundheitsnote zu geben, ohne sie zuerst ausgiebig zu testen. Und während a große Forschungsgruppe bis heute Das bedeutet nicht, dass Graphen besonders gefährlich ist, und auch nicht, dass es absolut sicher ist.

Eine schnelle Suche nach wissenschaftlichen Arbeiten in den letzten Jahren zeigt, dass seit 2004 über 2,000-Studien veröffentlicht wurden, die die Graphentoxizität erwähnen; fast 500 wurden nur in 2017 veröffentlicht.

Diese wachsende Zahl von Forschungsergebnissen legt nahe, dass, wenn Graphen in ausreichender Menge in Ihren Körper oder in die Umwelt gelangt, es Schaden anrichten könnte. Ein 2016-Review zum Beispiel zeigte, dass Graphenoxidpartikel könnten bei hohen Dosen zu Lungenschäden führen (entspricht etwa 0.7 Gramm inhaliertem Material). Eine andere in 2017 veröffentlichte Rezension schlug diese vor Materialien könnten die Biologie beeinflussen von einigen Pflanzen und Algen sowie wirbellosen Tieren und Wirbeltieren zum unteren Ende der ökologischen Pyramide. Die Autoren der 2017-Studie kamen zu dem Schluss, dass die Forschung "zweifelsfrei bestätigt, dass Graphen in einer seiner zahlreichen Formen und Derivate als potentiell gefährliches Material angesehen werden muss".

Diese Studien müssen sorgfältig angegangen werden, da die genauen Risiken der Graphenexposition davon abhängen, wie das Material verwendet wird, wie die Exposition stattfindet und wie viel davon angetroffen wird. Es gibt jedoch genügend Beweise dafür, dass diese Substanz mit Vorsicht verwendet werden sollte - insbesondere dort, wo eine hohe Expositionswahrscheinlichkeit besteht oder dass sie in die Umwelt freigesetzt werden könnte.

Graphen-basierende Haarfärbemittel können leider beide Kästchen ankreuzen. Auf diese Weise ist die Substanz potentiell inhalierbar (insbesondere mit Spray-on-Produkten) und durch unvorsichtige Verwendung einnehmbar. Es ist auch fast garantiert, dass überschüssiger Graphen-haltiger Farbstoff den Abfluss in die Umwelt spült.

Hier ist Sorgfalt geboten, um eine akzeptable Sicherheit des Materials zu gewährleisten. Dies ist etwas, das über die scheinbare Autorität einer Pressemitteilung Überschrift hinausgeht. Tatsächlich könnten solche irreführenden Schlagzeilen kontraproduktiv sein, da sie die Bemühungen um Vertrauenswürdigkeit mit Verbrauchern und Investoren untergraben.

Andere Bemühungen untergraben?

Ich wurde darauf aufmerksam gemacht, wie kontraproduktiv solche Schlagzeilen von meinem Kollegen Tim Harper, dem Gründer von G2O Wassertechnologien - Ein Unternehmen, das mit Graphenoxid beschichtete Membranen zur Behandlung von Abwasser verwendet. Wie viele Unternehmen in diesem Bereich arbeitet G2O daran, Graphen verantwortungsvoll zu nutzen, indem es die Menge an Graphen, die in die Umwelt freigesetzt wird, minimiert.

Doch wie Tim mir sagte, wenn Menschen dazu gebracht werden zu glauben, dass "jedes Mal, wenn Sie Ihre Haare färben, ein paar Gramm Graphen in den Abfluss tropft, dann ist dies die ganze Arbeit wert, die wir machen, um die wenigen Nanogramm Graphen zu erhalten Unsere Membranen bleiben bestehen. "Viele Unternehmen, die Nanomaterialien verwenden, versuchen, das Richtige zu tun, aber es ist schwer, die Zeit und die Kosten dafür zu rechtfertigen, Verantwortung zu übernehmen, wenn jemandes eher unbekümmerte Handlungen Ihre Bemühungen untergraben.

Hier könnten naive Behauptungen von Sicherheit und Gung-ho-Ansätzen zur Förderung graphenhaltiger Produkte sehr leicht die verantwortungsvolle Entwicklung und Verwendung dieses Materials gefährden. Und wenn sich Unternehmen vom verantwortlichen Handeln zurückziehen, besteht die Gefahr, dass Verbraucher, Investoren und sogar Aufsichtsbehörden das Vertrauen in ihre Fähigkeit verlieren, die Sicherheit von Produkten aller Art zu gewährleisten.

Wenn dies geschieht, werden die Verbraucher die ultimativen Verlierer sein. In verantwortungsvoller Weise könnte Graphen zu nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Produkten führen. Nachdem ich in den vergangenen Jahrzehnten die öffentliche Reaktion gegen Technologien wie die Gentechnik beobachtet habe, bin ich mir bewusst, dass das Nichtvertrauen von Interessengruppen und Verbrauchern Technologien stagnieren kann, unabhängig davon, wie sicher und wohltuend sie sind.

Übertriebene Ergebnisse und das Risiko übersehen

Hier müssen sich die Forscher und ihre Institutionen bewegen. "Sparsamkeit der Versprechen"Das spornt zu Übertreibungen an und entmutigt Vorsicht, und sie denken kritischer darüber nach, wie ihre Aussagen letztendlich die verantwortungsvolle und nützliche Entwicklung einer Technologie untergraben könnten. Sie könnten sogar in Erwägung ziehen, Richtlinien zu verwenden, wie z Grundsätze für verantwortungsvolle Innovation von der Organisation entwickelt Gesellschaft nach innenzum Beispiel, um zu führen, was sie tun und sagen.

Die Autoren der Farbstoffstudie haben der Forschung zur Graphensicherheit eine vorübergehende Erwähnung gemacht, wobei sie sich hauptsächlich auf ein angenommenes Sicherheitsniveau im Vergleich zu aktuellen Farbstoffprodukten konzentrierten. Doch selbst diese oberflächliche Vorsicht hat es nicht in die Welt geschafft Pressemitteilung, die eine "neue Haarfarbe anpries, die ungiftig ist, nicht schadet und durch viele Waschungen dauert, ohne zu verblassen."

Es kann sich herausstellen, dass Haarfärbemittel auf Graphenbasis sicher entwickelt werden können. Um fair zu sein, die gemeldete Anwendung ist noch nicht einmal in der Nähe von kommerzieller Forschung und Entwicklung, egal im Salonregal. Und natürlich gibt es einen Grund, einige der zu ersetzen aggressive Chemikalien, die derzeit in einigen Produkten verwendet werden mit harmloseren. Aber das wird nicht passieren, während Forscher und ihre Institutionen legitime Bedenken und Warnungen mit blindem Optimismus beschönigen.

Vielmehr um mehr darauf achten, wie Nanomaterialien Forschung eingerahmt und gefördert wird, Forscher und ihre akademischen Institutionen könnten viel tun, um künftige Nano-fähigen Consumer-Produkte sind sicher zu gewährleisten, nützlich und vor allem verantwortlich.

Über den Autor

Andrew Maynard, Direktor, Risk Innovation Lab, Arizona State University

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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