Gdzie znikają barwniki, dokąd trafiają nanocząsteczki? Jiaxing Huang, Uniwersytet Północno-Zachodni, CC BY-ND

Grafen jest czymś w rodzaju celebryty w świecie materiałów w nanoskali. Wyizolowany w 2004 roku przez noblistów Andre Geim i Konstantin Novoselov, te ultracienkie arkusze atomów węgla znajdują już nowe zastosowania w obszarach takich jak elektronika, wysokosprawne systemy grzewcze, technologie oczyszczania wody i nawet piłki golfowe golf. Według ostatnich badań opublikowanych w czasopiśmie Chem, do tej listy można teraz dodać farby do włosów.

Ale jak bezpieczne i odpowiedzialne jest to nowe zastosowanie cudownego materiału na bazie węgla?

Northwestern University komunikat prasowy z dumą ogłosił: „Grafen znajduje nowe zastosowanie jako nietoksyczna, antystatyczna farba do włosów”. W ogłoszeniu pojawiły się nagłówki takie jak „Dosyć toksycznych farb do włosów. Zamiast tego moglibyśmy użyć grafenu," i "Grafen „cudowny materiał” użyty do stworzenia najlepszej farby do włosów".

Z tych nagłówków można wybaczyć, że wpadłeś na pomysł, że bezpieczeństwo farb do włosów na bazie grafenu jest skończone. Już po przestudiowaniu potencjalnego wpływu na zdrowie i środowisko, inżynierii nanomateriałów dla więcej lat niż pamiętam, uważam, że takie zbyt optymistyczne wypowiedzi są niepokojące – zwłaszcza, gdy nie są poparte jasnymi dowodami.

Drobne materiały, potencjalnie większe problemy

Opracowane nanomateriały, takie jak grafen i tlenek grafenu (szczególna forma stosowana w eksperymentach z barwnikami) niekoniecznie są szkodliwe. Jednak nanomateriały mogą zachowywać się w nietypowy sposób, który zależy od wielkości, kształtu, chemii i zastosowania cząstek. Z tego powodu naukowcy od dawna ostrożnie podchodzą do dawania im czystego rachunku zdrowia bez uprzedniego ich intensywnego testowania. I podczas gdy duża liczba dotychczasowych badań nie wskazuje, że grafen jest szczególnie niebezpieczny, ani nie sugeruje, że jest całkowicie bezpieczny.

Szybkie wyszukiwanie artykułów naukowych w ciągu ostatnich kilku lat pokazuje, że od 2004 r. opublikowano ponad 2,000 badań, w których wspomniano o toksyczności grafenu; prawie 500 zostało opublikowanych w samym 2017 roku.

Ta rosnąca liczba badań sugeruje, że jeśli grafen dostanie się do twojego ciała lub środowiska w wystarczających ilościach, może spowodować szkody. Na przykład przegląd z 2016 r. wykazał, że cząstki tlenku grafenu mogą: powodować uszkodzenie płuc przy dużych dawkach (odpowiednik około 0.7 grama wdychanego materiału). Inna recenzja opublikowana w 2017 roku sugerowała, że: materiały mogą mieć wpływ na biologię niektórych roślin i glonów, a także bezkręgowców i kręgowców w kierunku dolnego końca piramidy ekologicznej. Autorzy badania z 2017 roku doszli do wniosku, że badania „jednoznacznie potwierdzają, że grafen w dowolnej z jego licznych form i pochodnych należy traktować jako potencjalnie niebezpieczny materiał”.

Do badań tych należy podchodzić ostrożnie, ponieważ dokładne ryzyko ekspozycji na grafen będzie zależeć od tego, jak materiał jest używany, w jaki sposób występuje ekspozycja i jaka jest jego ilość. Jednak istnieją wystarczające dowody sugerujące, że tę substancję należy stosować z ostrożnością – zwłaszcza tam, gdzie istnieje duże prawdopodobieństwo narażenia lub że może zostać uwolniona do środowiska.

Niestety, farby do włosów na bazie grafenu spełniają oba te kryteria. Stosowana w ten sposób substancja jest potencjalnie wdychalna (zwłaszcza w przypadku produktów w sprayu) i przyswajalna przy nieostrożnym stosowaniu. Jest również prawie pewne, że nadmiar barwnika zawierającego grafen zostanie spłukany do kanalizacji i do środowiska.

W tym przypadku konieczna jest należyta staranność, aby zapewnić akceptowalny poziom bezpieczeństwa materiału. To jest coś, co wykracza poza pozorny autorytet nagłówka komunikatu prasowego. W rzeczywistości takie wprowadzające w błąd nagłówki mogą przynieść efekt przeciwny do zamierzonego, ponieważ podważają wysiłki na rzecz wykazania wiarygodności wśród konsumentów i inwestorów.

Podkopywanie innych wysiłków?

O tym, jak szkodliwe mogą być takie nagłówki, zostałem powiadomiony przez mojego kolegi Tima Harpera, założyciela firmy Technologie wodne G2O – firma wykorzystująca membrany powlekane tlenkiem grafenu do oczyszczania ścieków. Podobnie jak wiele firm w tej dziedzinie, G2O pracuje nad odpowiedzialnym wykorzystaniem grafenu, minimalizując ilość grafenu, który jest ostatecznie uwalniany do środowiska.

Jednak, jak zauważył Tim, jeśli ludzie wierzą, że „wyrzucanie kilku gramów grafenu do ścieku za każdym razem, gdy farbujesz włosy, jest w porządku, unieważnia to całą pracę, którą wykonujemy, aby upewnić się, że kilka nanogramów grafenu na nasze membrany pozostają na swoim miejscu.” Wiele firm używających nanomateriałów stara się postępować właściwie, ale trudno jest uzasadnić czas i koszty związane z odpowiedzialnością, gdy czyjeś bardziej niefrasobliwe działania podważają twoje wysiłki.

Tutaj naiwne twierdzenia o bezpieczeństwie i entuzjastyczne podejście do promowania produktów zawierających grafen mogą bardzo łatwo zagrozić odpowiedzialnemu rozwojowi i wykorzystaniu tego materiału. A jeśli firmy wycofają się z odpowiedzialnego działania, istnieje niebezpieczeństwo, że konsumenci, inwestorzy, a nawet organy regulacyjne stracą zaufanie do swojej zdolności do zapewnienia bezpieczeństwa wszelkiego rodzaju produktów.

Jeśli tak się stanie, ostatecznymi przegranymi będą konsumenci. Używany w sposób odpowiedzialny, grafen może prowadzić do bardziej zrównoważonych i przyjaznych dla środowiska produktów. Jednak obserwując, jak opinia publiczna sprzeciwia się technologiom takim jak inżynieria genetyczna w ciągu ostatnich kilku dekad, doskonale zdaję sobie sprawę, że brak zaufania interesariuszy i konsumentów może przeszkodzić technologiom, niezależnie od tego, jak są bezpieczne i korzystne.

Obiecujące wyniki i przeoczone ryzyko

W tym miejscu naukowcy i ich instytucje muszą wyjść poza „ekonomia obietnic”, która zachęca do hiperboli i zniechęca do ostrożności oraz bardziej krytycznego myślenia o tym, jak ich wypowiedzi mogą ostatecznie podważyć odpowiedzialny i korzystny rozwój technologii. Mogą nawet rozważyć skorzystanie z wytycznych, takich jak Zasady odpowiedzialnej innowacji opracowany przez organizację Społeczeństwo w środku, na przykład, aby kierować tym, co robią i mówią.

Trzeba przyznać, że autorzy badania nad barwnikami wspomnieli o badaniach nad bezpieczeństwem grafenu, koncentrując się głównie na zakładanym poziomie bezpieczeństwa w porównaniu z obecnymi produktami barwiącymi. Jednak nawet ten pobieżny poziom ostrożności nie zdołał dotrzeć do komunikat prasowy, który reklamował „nową farbę do włosów, która jest nietoksyczna, nieniszcząca i wytrzyma wiele myć bez blaknięcia”.

Może się okazać, że farby do włosów na bazie grafenu można bezpiecznie opracować. Aby być uczciwym, zgłoszona aplikacja nie jest jeszcze zbliżona do komercyjnych prac badawczo-rozwojowych, nie mówiąc już o półce w salonie. I z pewnością istnieje powód, aby zastąpić niektóre z agresywne chemikalia stosowane obecnie w niektórych produktach z bardziej łagodnymi. Ale tak się nie stanie, dopóki badacze i ich instytucje ze ślepym optymizmem ukrywają uzasadnione obawy i ostrzeżenia.

Zamiast tego badacze i ich instytucje akademickie mogą wiele zrobić, aby zapewnić, że przyszłe produkty konsumenckie wykorzystujące nanomateriały będą bezpieczne, korzystne, a przede wszystkim odpowiedzialne.

O autorze

Andrew Maynard, dyrektor, Laboratorium Innowacji Ryzyka, Arizona State University

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon