美国加利福尼亚大学里佛塞德分校的研究人员发现,虽然石墨烯这种“未来材料”有望在众多技术领域实现巨大突破,但是这种材料并不安全。它可能会对人体健康和周边环境造成灾难性影响。
石墨烯是一种具有特殊性能的材料,很多人都会将它与电子行业的未来联系在一起。石墨烯比钢更坚固,同时还具有高导电性。它是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。这些特性使得人们认为它是一种为未来突破性发明奠定基础的材料。
可是直到最近,却很少有人做过新材料对环境影响的实验。经过长期研究,美国加州大学佛塞德分校的研究人员认为,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崩溃,石墨烯微粒也很快地失去了稳定性。当然,这一变化本身是不会产生显著危害的。但是这一现象会导致地表水受到石墨烯污染,其后果可能是非常严重的。
石墨烯的分子结构决定了其本身具有毒性,因此,科学家呼吁:应当在仔细研究石墨烯特性之后,再决定是否将它应用于电子行业之中。
不过,光凭这一点恐怕无法阻止人类大规模使用石墨烯。因为这种材料独一无二的属性早已决定了它的不可替代性。没有任何一种合金能拥有它这样的热传导率、耐用性和导电性。电子在石墨烯结构中的移动速度是在硅中的100倍,目前地球上没有一种电子材料能够超越它。
石墨烯的特性还决定了它比钢更加牢固。利用它制成的未来产品,其抗损性要远远优于现有产品。这还不是全部,通过大幅度增加处理器功耗,石墨烯还可以以百倍的速度接入互联网,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、加固古旧建筑、电力生产和数百种其他领域发挥作用。
石墨烯于2004年由英国曼彻斯特大学科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫研究发现;2010年,这两名科学家以其在“未来材料”领域的研究贡献获得了诺贝尔奖的殊荣。
近来最新的两项研究似乎对石墨烯而言不是很好的消息。其一,布朗大学的生物学者、工程师和材料科学家团队检测了这种材料对于人体细胞的潜在毒性。他们发现石墨烯纳米粒子的锯齿边缘非常锋利和强劲,能够轻易穿刺入人类皮肤以及免疫细胞的细胞膜,就像上图展示的那样,可见石墨烯确实对人类和其他动物都存在潜在的严重危害。
这项研究的作者之一,同时也是工程学教授的Robert Hurt就说:“这些材料可被无意吸入,或者故意注入以及作为新型生物医学技术的组件植入人体,所以我们需要了解它们在体内和细胞会产生怎样的互动。”
另外一项研究则由加利福尼亚大学的研究团队发起。伯恩斯工程学院(Bourns College of Engineering)在研究中发现氧化石墨烯纳米粒子如果找到进入地表或地下水资源的方式,就能够对环境产生影响。团队研究了含绝少有机物的地下水资源,这些水的硬度偏高,氧化石墨烯纳米粒子在这样的环境下会变得不稳定形成沉淀。
不过在如湖泊、河流之类的地表水,有机物含量相对较多,水硬度更低,这些粒子就更加稳定能够漂流向更远的地方,也会流往地下。所以这种纳米粒子的泄露就有可能对有机物、植物、鱼、动物和人类造成危害。受影响的区域很快就会扩散。发表论文的联合作者Jacob D.Lanphere表示:“今天的情况和30年前化学品和药品充斥我们周围的情况相似。我们还不知道这些工程纳米材料在进入到地下或者水里面以后将会发生什么。所以我们需要主动研究,我们需要数据来确认未来的科技是否能够应用这样的材料。”
当前,材料安全数据表(Material Safety Data Sheet)有关石墨烯的行业应用仍是不完整的。上书这种材料对于皮肤和眼睛,以及对于呼吸和摄取都存在潜在的危害与刺激。暂时没有信息表明这类物质是否存在致癌风险或者是潜在的发育毒性。
上面所说第一项研究的科学家就指出,石墨烯的开发仍处在初级阶段,并且作为一种人造材料,现在这个时期正是我们测试和了解其潜在危害的好机会。在石墨烯真正开始在我们的生活中越来越广泛存在之前,我们还有数年时间做进一步研究。现在的挑战就是要解决其安全性问题,让石墨烯对我们自身和我们的星球而言都尽可能变得安全。
很多人都知道,石墨烯对于科技行业而言似乎是能够创造未来奇迹的福音,但你不知道的是这种材料对环境,甚至对我们人类的身体可能都是不太好的。我们在谈到石墨烯的时候,大部分人都会相当兴奋,比如仅原子的厚度,这种材料很轻很牢固,富有弹性,对于热和电也具有良好的传导性。这些特性都令其具备掀起科技革命的潜力,所以很多人将之称作奇妙的材料。
不过实际上石墨烯自首次在实验室中分离出来到现在也已经有10年时间了,研究人员和整个行业似乎都还没有意向真正将之带出实验室,做大规模商用,而且据说用于这种材料潜在负面影响研究的费用也不是很多。
近来最新的两项研究似乎对石墨烯而言不是很好的消息。其一,布朗大学的生物学者、工程师和材料科学家团队检测了这种材料对于人体细胞的潜在毒性。他们发现石墨烯纳米粒子的锯齿边缘非常锋利和强劲,能够轻易穿刺入人类皮肤以及免疫细胞的细胞膜