石墨烯冷敷石墨烯对人体有毒副作用吗?
石墨烯是一种具有特殊性质的材料,很多人会把它与电子行业的未来联系在一起。石墨烯比钢更坚固,并且具有高导电性。它是一种由碳原子组成的单层片状结构的新材料。这些特性使人认为它是一种为未来突破性发明奠定基础的材料。
但直到最近,很少有人做过新材料对环境影响的实验。加州大学福赛德分校的研究人员经过长期研究后认为,石墨烯可能是一种危险的材料。
当石墨烯落入地下水时,其内部的六边形结构开始坍塌,石墨烯颗粒迅速失去稳定性。当然,这种改变本身不会造成重大伤害。但这种现象会导致石墨烯对地表水的污染,后果可能会非常严重。
石墨烯的分子结构决定了它的毒性。因此,科学家呼吁仔细研究石墨烯的特性,然后再决定是否将其应用于电子行业。
然而,仅此一点可能并不能阻止人类大规模使用石墨烯。因为这种材料的独特性质已经决定了它的不可替代性。没有一种合金具有这样的导热性、耐久性和导电性。电子在石墨烯结构中的移动速度是在硅中的100倍,目前地球上还没有任何一种电子材料能超越它。
石墨烯的特性也决定了它比钢更坚固。由它制成的未来产品的抗损伤能力远远优于现有产品。这还不是全部。通过大幅提高处理器功耗,石墨烯还能以100倍的速度上网,这将直接在计算机领域掀起一场革命。此外,石墨烯还可以在医学、加固旧建筑、发电等数百个领域发挥作用。
石墨烯是由英国曼彻斯特大学的科学家Andrei Cem和Kostya Novoselov在2004年发现的。2010年,这两位科学家因在“未来材料”领域的研究贡献获得诺贝尔奖。
最近的两项研究对石墨烯来说似乎不是很好的消息。首先,布朗大学的生物学家、工程师和材料科学家组成的团队测试了这种材料对人体细胞的潜在毒性。他们发现石墨烯纳米颗粒的锯齿状边缘非常锋利和坚固,可以很容易地渗透到人体皮肤和免疫细胞的细胞膜中。如上图所示,可以看出石墨烯确实对人类和其他动物有潜在的严重危害。
这项研究的作者之一、工程学教授罗伯特·赫特(Robert Hurt)说:“这些材料可以被无意吸入、有意注射并植入人体,作为新生物医学技术的组成部分,因此我们需要了解它们如何与体内细胞相互作用。”
另一项研究是由加州大学的一个研究小组发起的。伯恩斯工程学院在研究中发现,氧化石墨烯纳米颗粒如果找到进入地表或地下水资源的方法,就可以对环境产生影响。该团队研究了含有少量有机物的地下水资源,这些有机物具有很高的硬度,氧化石墨烯纳米颗粒在这样的环境中会变得不稳定并形成沉淀。
而在湖泊、河流等地表水中,有机物含量相对较高,水的硬度较低,所以这些颗粒更稳定,可以漂得更远,也可以流到地下。因此,这种纳米颗粒的泄漏可能会对有机物、植物、鱼类、动物和人类造成伤害。受影响的区域将很快扩散。该论文的合著者雅各布·D·兰佩尔(Jacob D.Lanphere)说:“今天的情况与30年前化学物质和药物在我们周围泛滥的情况相似。我们不知道这些工程纳米材料进入地面或水中后会发生什么。因此,我们需要积极的研究,我们需要数据来确认未来的技术是否可以应用这种材料。”
目前石墨烯在材料安全数据表中的工业应用还不完全。据说这种物质对皮肤和眼睛,以及呼吸和摄入都有潜在的危害和刺激。目前,没有资料表明此类物质是否具有致癌风险或潜在的发育毒性。
上面提到的第一项研究的科学家指出,石墨烯的发展还处于初级阶段,而作为一种人造材料,这一时期是我们测试和了解其潜在危害的好机会。在石墨烯真正开始越来越广泛地存在于我们的生活中之前,我们还有几年的时间来做进一步的研究。现在的挑战是解决它的安全问题,让石墨烯对我们自己和我们的星球尽可能安全。