Šveicarijos grafeno turinčių plastikų deginimo tyrimas

St. Gallene EMPA mokslininkai paveikė plaučių ląsteles nuo anglies monoatominės medžiagos degimo likučių.

Grafenas: plastikinės kompozitinės medžiagos, kuriose yra grafeno nanoplatelių, gaisro atveju gali palikti likučių — Gaisro atveju plastikinės kompozitinės medžiagos, kuriose yra grafeno nanoplatelių, gali palikti likučių
(Nuotrauka: EMPA)

EMPA mokslininkai ištyrė likučius, susidariusius deginant grafeno turinčius plastikus, kad nustatytų jų poveikį.
Remiantis išvadomis Šveicarijos tyrimai, sudegusios kompozitinės medžiagos, kuriose yra grafeno nanodalelių, gali būti laikomos nekenksmingomis esant ūminiam poveikiui.
Tai medžiaga, sudaryta iš monatominio sluoksnio anglies atomų (tai yra, kurio storis atitinka vieno atomo matmenis) pasižymi išskirtinėmis savybėmis.
Jis turi teorinį deimanto stiprumą ir plastiko lankstumą.

Šios aukso bazės reakcijos yra „naujos chemijos“ pionieriai

Grafenas: infografija apie likučių susidarymą, susidarantį deginant atliekų deginimo krosnyse arba įvykus avarijai, galintis turėti toksinį poveikį plaučių ląstelėms (anglų k.) — Infografija apie likučių susidarymą deginant atliekų deginimo krosnyse arba įvykus avarijai, galimo toksinio poveikio plaučių ląstelėms (anglų k.)
(Vaizdo kreditas: EMPA)

Tie pasikartojantys reiškiniai atliekų deginimo įrenginiuose ir avarijos…

Dėl savo išskirtinių savybių grafenas dabar dedamas į daugybę plastikų.
Medžiaga anglies pagrindu tai pagerina, pavyzdžiui, kompozitų laidumą ir stabilumą.
I tyrinėtojasi iš Šveicarijos federalinių medžiagų mokslo ir technologijų laboratorijų šiuo metu keliuose tyrimuose analizuoja šių palyginti naujų kompozicinių medžiagų keliamą pavojų sveikatai.
Naujausiuose tyrimuose nagrinėjami grafeno nano-trombocitų likučiai, kurie gali susidaryti po kompozitų sudeginimo atliekų deginimo krosnyse arba įvykus avarijai.

Ant popieriaus ar PET plėvelės atspausdinti tranzistoriai? Šveicarija jau beveik čia...

Grafenas: EMPA tyrimo duomenimis, grafeno nanotrombocitų likučiai didelės žalos kvėpavimo sistemai nedaro (Nuotrauka: EMPA) — EMPA tyrimo duomenimis, grafeno nanotrombocitų likučiai didelės žalos kvėpavimo sistemai nedaro
(Nuotrauka: EMPA)

Realus 3D plaučių modelis ląstelių kultūros lėkštelėje

Kadangi žmogaus kūnas labiau linkęs susilieti su grafeno dalelėmis per kvėpavimo takus, Šveicarijos federalinės medžiagų mokslo ir technologijų laboratorijos mokslininkai naudojo ai sukurtą 3D plaučių modelį su ląstelių kultūromis toksiškumui tirti.
Komanda, vadovaujama Piteris Vikas del Dalelių-biologijos sąveikų laboratorija EMPA Sent Galene paveikė plaučių ląsteles, susidariusias deginant kompozicines medžiagas, kuriose yra grafeno nanotrombocitų.
Siekdama kuo tikroviškiau įvertinti grafeno dalelių, su kuriomis paprastai susiduria žmonės, kiekį, komanda, vadovaujama Jing Wang. Pažangiųjų analizės technologijų laboratorija Šveicarijos federalinėje medžiagų mokslo ir technologijų laboratorijoje ji ištyrė ir kiekybiškai įvertino grafeno kompozitų degimo likučius.
Tarpdisciplininiame projekte taip pat dalyvavo mokslininkai iš EMPA Advanced Fibers laboratorijos.

Nuo anglies dvideginio išskiria novatoriški bėgimo bateliai

Grafenas: grafeno pavyzdiniai tyrėjai ištyrė dalelių, gautų iš poliamido, sustiprinto redukuotu grafeno oksidu, poveikį: tai rodo spalvoti nutrintų dalelių SEM vaizdai

Grafeno flagmano tyrėjai ištyrė dalelių, gautų iš poliamido, sustiprinto redukuotu grafeno oksidu, poveikį: tai rodo spalvoti nutrintų dalelių SEM vaizdai (Nuotrauka: EMPA / Pavojingų medžiagų žurnalas)

Grafenas: kultivuotų žmogaus plaučių ląstelių konfokalinės mikroskopijos vaizdai po poveikio tiriamosiomis medžiagomis, kairėje, ir kontrolinių ląstelių: ląstelėse, veikiamose didesne nutrintų dalelių koncentracija, nei neigiamos kontrolės kultūromis, pakitimų požymių nepastebėta.

Kultivuotų žmogaus plaučių ląstelių konfokalinės mikroskopijos vaizdai po poveikio tiriamomis medžiagomis, kairiosios ir kontrolinės ląstelės: ląstelėse, kurios buvo veikiamos didesnės nutrintų dalelių koncentracijos, palyginti su neigiamomis kontrolinėmis kultūromis, pakitimų požymių nepastebėta (Nuotrauka: EMPA/Journal of Hazardous medžiagos)

Jokių uždegiminių reakcijų, oksidacinio streso ar ląstelių mirties

Naudodama šiuos duomenis, komanda 3D plaučių modelį taikė tikroviškomis sąlygomis, kad galėtų numatyti ūmų grafeno nanotrombocitų toksiškumą po degimo.
Rezultatai parodė, kad plastikinių dervų be grafeno degimo likučiai sukelia gerai žinomas nepageidaujamas reakcijas, kurios rodo pavojų sveikatai.
Tačiau po sąlyčio su medžiagos likučiais, kaip žinome, ji susideda iš monatominio sluoksnio anglies atomų, nėra jokių papildomų įrodymų apie ūminį plaučių ląstelių pažeidimą, pvz., uždegimines reakcijas, oksidacinį stresą ar net ląstelių mirtį.
Ankstesniame tyrime Šveicarijos federalinės medžiagų mokslo ir technologijų laboratorijos (EMPA) mokslininkams jau pavyko įrodyti, kad grafeno dulkių, susidarančių dėl polimerų kompozitų dilimo, pavojus sveikatai yra nereikšmingas.
Dabar ilgalaikių tyrimų metu bus tiriamas ilgalaikio grafeno nanodalelių poveikio poveikis.

Hubertas Keiberis: „Ieškome tvirtų projektų… „mirties slėnyje““

Po keturių dienų sąlyčio su grafeno plastiko likučiais plaučių ląstelės nerodo ūmaus pažeidimo požymių (Nuotrauka: EMPA)

Šveicarijos grafeno turinčių plastikų deginimo tyrimas