Mögliche Risiken und Nebenwirkungen von Graphen

Die Anwendungsmöglichkeiten des Werkstoffs Graphen sind zahlreich. Doch bei neuartigen Materialien stellt sich immer auch die Frage nach den Auswirkungen für Mensch und Umwelt. Im Rahmen eines EU-Projekts sollen nun mögliche Risiken abgeschätzt werden.

Quelle: Empa

Ein europäisches Forschungsprojekt klärt mögliche Risiken von Graphen ab.

Graphen werden vielfältige Anwendungsmöglichkeiten zugesprochen dank herausragender chemischer und mechanischer Eigenschaften. Das Material, eine Modifikation von Kohlenstoff, ist leichter als Plastik, aber zehn Mal so hart wie Stahl. Die hohe Zugfestigkeit ist einmalig. Auch die herausragende thermische und elektrische Leitfähigkeit beflügelt die Phantasie von Forschern. Die Industrie denkt an neue Produkte und Kombinationen von Materialien.

Ein australisches Unternehmen hat bereits einen neuartigen Beton entwickelt, der mit Graphen versetzt ist. Und das Fraunhofer-Institut konnte vor wenigen Jahren aus dem neuartigen Werkstoff, strukturell verwandt mit Graphit und Fulleren, Elektroden herstellen. Die Einsatzmöglichkeiten des zukunftsträchtigen Materials lassen sich noch nicht umfassend abschätzen, aber ebenso wenig die möglichen Risiken für Mensch und Umwelt. Eine Risikoabschätzung im Rahmen des Graphen-Flagship-Projekts, an dem sich auch die Eidgenössische Materialprüfungsanstalt (Empa) beteiligt, soll nun Klärung bringen.

Review-Artikel als Zwischenbilanz

Als Teil des Graphen-Flagships-Projekts haben sich Studien auch mit der Frage befasst, wie sicher das neuartige Material für Mensch und Umwelt ist. In einer Art Zwischenbilanz des europäischen Projekts hat nun ein umfassender Review-Artikel die Forschungsdaten mit anderen publizierten Studien verknüpft, um das Thema Sicherheit auf aktuellem Wissenstand umfassend darzustellen. Partner aus 15 europäischen Universitäten und Forschungsinstituten wirkten am Review mit. Forschende des Particles-Biology Interactions Lab an der Empa untersuchten etwa die Auswirkungen von Graphenoxid auf die menschliche Lunge oder den Magendarmtrakt.

Auswirkungen auf den Körper und andere Organismen

Die Übersicht zeigt, wann Teile von graphenbasierten Materialien in die Umwelt oder den menschlichen Körper gelangen können, wobei der gesamte Lebenszyklus analysiert wurde. Untersucht wurde zudem die Interaktion auf die menschlichen Organe, wenn die Substanz eingeatmet, verschluckt oder über Hautkontakt aufgenommen wird, sowie mögliche Auswirkungen auf andere Organismen und die verschiedenen Ökosysteme. Das seit fünf Jahren laufende Graphen-Flagship-Projekt ist die bisher grösste Forschungsinitiative der EU. Auf Basis der wissenschaftlichen Erkenntnisse soll Graphen innerhalb von zehn Jahren den Weg von der Grundlagenforschung zu konkreten Anwendungen mit marktreifen Produkten finden.