Waar gaan de nanodeeltjes naartoe als de kleurstof afslijt? Jiaxing Huang, Noordwestelijke Universiteit, CC BY-SA

Grafeen is iets van een beroemdheid in de wereld van materialen op nanoschaal. Geïsoleerd in 2004 door Nobelprijswinnaars Andre Geim en Konstantin Novoselov, deze ultradunne vellen koolstofatomen vinden al nieuwe toepassingen in gebieden zoals elektronica, hoogrenderende verwarmingssystemen, waterzuiveringstechnologieën en zelfs golfballen. Volgens recent onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Chem, haarkleurmiddelen kunnen nu aan deze lijst worden toegevoegd.

Maar hoe veilig en verantwoord is dit nieuwe gebruik van het koolstof-gebaseerde wondermateriaal?

Northwestern University's persbericht met trots aangekondigd: "Graphene vindt een nieuwe toepassing als niet-toxische, antistatische haarverf." De aankondiging leidde tot krantenkoppen zoals "Genoeg met de giftige haarkleurmiddelen. We zouden in plaats daarvan grafeen kunnen gebruiken, "En"'Miracle-materiaal' grafeen gebruikt om de ultieme haarverf te maken. '

Uit deze koppen kan je het idee krijgen dat de veiligheid van op grafeen gebaseerde haarkleurmiddelen een uitgemaakte zaak is. Nog de mogelijke gezondheids- en milieueffecten hebben bestudeerd van synthetische nanomaterialen voor meer jaren dan ik me kan herinneren, Ik vind zulke overdreven optimistische uitspraken zorgwekkend - vooral als ze niet worden ondersteund door duidelijk bewijs.

Uiterst kleine materialen, mogelijk grotere problemen

Ontwikkelde nanomaterialen zoals grafeen en grafeenoxide (de specifieke vorm die wordt gebruikt in de kleurstofexperimenten) zijn niet noodzakelijk schadelijk. Maar nanomaterialen kunnen zich op ongebruikelijke manieren gedragen die afhankelijk zijn van deeltjesgrootte, vorm, chemie en toepassing. Daarom zijn onderzoekers al geruime tijd voorzichtig met het geven van een schone gezondheidsverklaring zonder ze eerst uitgebreid te testen. En terwijl a grote hoeveelheid onderzoek tot nu toe geeft niet aan dat grafeen bijzonder gevaarlijk is, noch suggereert het dat het volkomen veilig is.

Een snel onderzoek van wetenschappelijke artikelen van de afgelopen paar jaar laat zien dat sinds 2004 meer dan 2,000-onderzoeken zijn gepubliceerd waarin grafeentoxiciteit wordt genoemd; bijna 500 werd alleen in 2017 gepubliceerd.

Deze groeiende hoeveelheid onderzoek suggereert dat als grafeen in voldoende hoeveelheden in je lichaam of in het milieu terechtkomt, het schade kan aanrichten. Een 2016-onderzoek wees bijvoorbeeld uit dat grafeenoxidedeeltjes wel zouden kunnen resulteren in longschade bij hoge doses (equivalent aan ongeveer 0.7 gram geïnhaleerd materiaal). Een andere review gepubliceerd in 2017 suggereerde dat deze materialen kunnen de biologie beïnvloeden van sommige planten en algen, evenals ongewervelde dieren en gewervelde dieren naar het laagste punt van de ecologische piramide. De auteurs van het 2017-onderzoek concludeerden dat onderzoek "ondubbelzinnig bevestigt dat grafeen in een van de vele vormen en afgeleide producten moet worden benaderd als potentieel gevaarlijk materiaal."

Deze onderzoeken moeten met zorg worden aangepakt, omdat de precieze risico's van de blootstelling aan grafeen afhangen van hoe het materiaal wordt gebruikt, hoe blootstelling plaatsvindt en hoeveel ervan wordt aangetroffen. Er zijn echter voldoende aanwijzingen dat deze stof met voorzichtigheid moet worden gebruikt, vooral wanneer er een grote kans is op blootstelling of dat deze stof in het milieu kan vrijkomen.

Helaas vinkelen op grafeen gebaseerde haarkleurmiddelen beide boxen aan. Op deze manier gebruikt, is de substantie mogelijk inhaleerbaar (vooral met spray-on-producten) en in te nemen door slordig gebruik. Het is ook bijna gegarandeerd dat overtollige grafeenhoudende kleurstof de afvoer en de omgeving zal afspoelen.

Hier is due diligence vereist om ervoor te zorgen dat het materiaal aanvaardbaar veilig is. Dit is iets dat verder gaat dan de schijnbare autoriteit van een persbericht. Dergelijke misleidende koppen zouden zelfs contraproductief kunnen zijn, omdat ze de inspanningen ondermijnen om blijk te geven van betrouwbaarheid bij consumenten en investeerders.

Andere inspanningen ondermijnen?

Ik werd geattendeerd op hoe contraproductief dergelijke krantenkoppen kunnen zijn van mijn collega Tim Harper, oprichter van G2O watertechnologieën - een bedrijf dat met grafeenoxide beklede membranen gebruikt voor de behandeling van afvalwater. Zoals veel bedrijven in dit gebied, heeft G2O gewerkt aan verantwoord gebruik van grafeen door de hoeveelheid grafeen die uiteindelijk in de omgeving vrijkomt tot een minimum te beperken.

Maar zoals Tim mij erop heeft gewezen, als mensen ertoe gebracht worden te geloven "dat een paar gram grafeen in de afvoer legen elke keer dat je je haar verft goed is, maakt dit al het werk dat we doen ongeldig en zorgt ervoor dat de paar nanogrammen grafeen op onze membranen blijven zitten. "Veel bedrijven die nanomaterialen gebruiken proberen het goede te doen, maar het is moeilijk om de tijd en de kosten te verantwoorden om verantwoordelijk te zijn wanneer de meer cavalierende acties van anderen je inspanningen ondermijnen.

Hier kunnen naïeve beweringen over veiligheid en gung-ho-benaderingen om grafeenbevattende producten te promoten, de verantwoordelijke ontwikkeling en het gebruik van dit materiaal zeer gemakkelijk in gevaar brengen. En als bedrijven zich terugtrekken van verantwoordelijk handelen, bestaat het gevaar dat consumenten, investeerders en zelfs regelgevers het vertrouwen verliezen in hun vermogen om de veiligheid van allerlei producten te waarborgen.

Als dit gebeurt, zullen consumenten de ultieme verliezers zijn. Op verantwoorde wijze gebruikt, kan grafeen leiden tot duurzamere en milieuvriendelijkere producten. Toch heb ik de publieke terugslag tegen technologieën als genetische manipulatie de afgelopen decennia gezien en ben ik me er terdege van bewust dat het niet kunnen winnen van het vertrouwen van belanghebbenden en consumenten technologieën kan belemmeren, ongeacht hoe veilig en heilzaam ze ook zijn.

Veelbelovende resultaten en risico's over het hoofd gezien

Dit is waar onderzoekers en hun instellingen verder moeten gaan dan een "economie van beloften"Dat aanzet tot overdrijving en voorzichtigheid ontmoedigt, en kritischer nadenkt over hoe hun verklaringen uiteindelijk een verantwoorde en voordelige ontwikkeling van een technologie kunnen ondermijnen. Ze willen misschien zelfs overwegen om richtlijnen te gebruiken, zoals de Principes voor verantwoorde innovatie ontwikkeld door de organisatie Society Insideom bijvoorbeeld te begeleiden wat ze doen en zeggen.

De auteurs van de kleurstofstudie hebben weliswaar op hun naam gerept dat onderzoek naar de veiligheid van grafeen in het kort werd genoemd, waarbij de nadruk vooral lag op een verondersteld veiligheidsniveau in vergelijking met de huidige kleurstofproducten. Maar zelfs dit plichtmatige niveau van voorzichtigheid slaagde er niet in om in de persbericht, die een "nieuwe haarkleurstof heeft aangeprezen die niet-toxisch is, niet beschadigt en vele wasbeurten doorstaat zonder te vervagen."

Het kan blijken dat op grafeen gebaseerde haarkleurmiddelen veilig kunnen worden ontwikkeld. Om eerlijk te zijn, de gerapporteerde toepassing komt nog niet eens in de buurt van commerciële R&D, laat staan ​​de salonplank. En er is zeker een reden om een ​​aantal van de agressieve chemicaliën die momenteel in sommige producten worden gebruikt met meer goedaardige. Maar dit zal niet gebeuren terwijl onderzoekers en hun instellingen legitieme zorgen en waarschuwingen met blind optimisme verdoezelen.

Integendeel, door meer aandacht te besteden aan de manier waarop nanomateriaalonderzoek wordt ingekaderd en gepromoot, zouden onderzoekers en hun academische instellingen veel kunnen doen om ervoor te zorgen dat toekomstige, voor nano ingeschakelde consumentenproducten veilig, heilzaam en vooral verantwoordelijk zijn.

Over de auteur

Andrew Maynard, directeur, Risk Innovation Lab, Arizona State University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon