Ambiente e politica

(Autore: Marco de Benedictis | Ringraziamenti: Getty Images/iStockphoto)  

Il grafene è diventato il materiale innovativo del futuro.  

Si possono ormai reperire ovunque articoli che ne decantano le proprietà eccezionali e l'enorme versatilità nei molteplici possibili usi. 

Da circa vent'anni sono state scoperte o sintetizzate molte forme nuove di nanomateriali di carbonio, inclusi fullereni, nanotubi di carbonio e strati di grafene. Si tratta di materiali promettenti per molti rami della nano industria, in quanto hanno proprietà elettroniche, elettromagnetiche, termiche, ottiche e di assorbimento uniche. 

Dal punto di vista chimico, il grafene possiede 4 elettroni esternamente e quindi è un'ottimo conduttore di elettricità. Inoltre ha buona conduttività termica, è flessibile, elastico ed è trasparente al 97%.

Il grafene è anche molto resistente, persino più resistente dell'acciaio e del diamante. 

La società Ningbo Morsh Technology fondata nel 2012 è la più grande produttrice di grafene, che viene usato nell'elettronica, per la produzione di sensori per schermi di telefoni, vari tipi di sensori di biogas e gas e altri dispositivi ad alta tecnologia. 

Si ipotizza l'impiego del grafene persino nel campo dell'edilizia: apparentemente, l'aggiunta di solo lo 0,1% di grafene al calcestruzzo contribuisce a renderlo significativamente più resistente, consente l'impiego di minori quantità di materiale per lo stesso fine, ne migliora la durata. 

Ormai il grafene è entrato anche nel settore dell'abbigliamento: è usato per giacche e vestiti, i quali sono dotati di LED, che reagiscono alla respirazione e alla temperatura corporea cambiando colore.

Le racchette da tennis in grafene pesano fino a 300 grammi in meno rispetto alle normali racchette da tennis a parità di forza d'impatto. Infine, troviamo il grafene anche nell'olio per motori, dove viene progettato per ridurre l'usura del motore stesso. 

Ma l'uso del grafene si è diffuso anche in campo medico. Grazie a dei ricercatori cinesi sono nate le maschere mediche usa e getta "rafforzate" con grafene. Queste mascherine si possono sterilizzare al sole e riutilizzare. 

Ma si parla dell'uso del grafene anche nei farmaci. 

Così scriveva la testata OggiScienza già nel 2021: 

L'uso di nanoparticelle di grafene nei farmaci è un campo di grande interesse e la ricerca che esplora questa applicazione è già all'opera da molti anni. 

Qualche anno fa, sulla rivista Biomaterials, i ricercatori della SISSA di Trieste hanno pubblicato un articolo che documenta la possibilità di usare questo materiale come vettore nella medicina di precisione e, in particolare, nel trattamento degli stati di ansia patologici. 

Secondo degli studi su modelli animali, le nanoparticelle di ossido di grafene sono in grado d'interferire con l'attività delle sinapsi delle cellule neuronali del cervello ed inibire la comparsa di stati d'ansia patologici. 

"La ricerca condotta dagli scienziati della SISSA è solo una delle molte ricerche che riguardano l'uso del grafene in medicina. Fra i molti progetti sul tema finanziati dall'Unione Europea, quello legato al grafene (Graphene Flagship) è particolarmente vasto e abbraccia un gran numero di aziende e istituzioni scientifiche, con moltissime pubblicazioni all'attivo. Oltre che per le sue interazioni con le sinapsi, il grafene ha dimostrato di poter interagire con un gran numero di biomolecole, destando un certo interesse anche come possibile antitumorale e antimicrobico". 

"Le proprietà ottiche e magnetiche del grafene, inoltre, lo rendono un materiale promettente sia per quanto riguarda la messa a punto di dispositivi ottici che biosensori per diagnosi precoci. Ulteriori applicazioni sono nel campo delle protesi, in particolare delle protesi articolari e ossee, in cui non solo si possono sfruttare le caratteristiche strutturali del materiale, ma anche le sue proprietà antibatteriche per ridurre al minimo il rischio di infezione legato a questo tipo di interventi". 

Ma questo nuovo materiale, il cui isolamento per la prima volta sarebbe avvenuto nel 2004, è mai stato studiato per quanto riguarda il profilo della sua possibile tossicità? 

Una società civile, quale pretenderebbe essere quella in cui viviamo, prima di sdoganare massicciamente l'uso del grafene a strettissimo contatto con l'uomo e con l'ambiente, dovrebbe compiere degli studi seri e completi sulla tossicità del nuovo materiale. 

Ma voi credete che l'abbiano fatto? Si parla di giacche, indumenti, mascherine facciali, addirittura farmaci e dispositivi medici, ma si è dimenticato un piccolo particolare. 

Ovvero che gli studi al riguardo sul grafene sono pochi e frammentari. 

Qui di seguito riporto - a tal proposito - un interessante articolo datato 2012, facilmente reperibile su Internet, che tratta brevemente sulla tossicità del grafene. 

Piccolo particolare da segnalare, quasi tutti i link in uscita che trattano di ricerche sulla pericolosità del materiale, sono stati accuratamente rimossi nel tempo.   

Il grafene è tossico, attacca le cellule e le danneggia   

Un nuovo studio realizzato presso la Brown University dimostra che il grafene è potenzialmente tossico per gli esseri umani. La notizia non è del tutto nuova, ma il lavoro degli scienziati contribuisce a dissipare i dubbi esistenti: questo materiale "bidimensionale" può penetrare nelle cellule e danneggiarle anche gravemente. 

Si riaccende così il dibattito sulla pericolosità di questo materiale (qui un articolo del 2012). In primo luogo per le persone coinvolte nella sua produzione, particolarmente esposte alle particelle nanometriche, ma anche per il consumatore finale: non è noto infatti cosa potrebbe accadere se un oggetto con del grafene al suo interno dovesse rompersi, liberando nell'ambiente polveri sottilissime di questo materiale - che il nostro sistema respiratorio non è in grado di filtrare.

Affilati come rasoi nanometrici   

Il grafene è infatti, sostanzialmente, un "foglio" di carbonio puro spesso solo un atomo, e ha le qualità più svariate: ne abbiamo parlato a più riprese perché è il miglior candidato per sostituire il silicio, per realizzare nuovi sistemi di raffreddamento, celle solari e tante altre cose. 

Secondo questa nuova ricerca (PDF) però i frammenti di grafene possono penetrare nelle cellule (non solo quelle umane) e comprometterne la funzionalità. Se questa possibilità era già nota in passato, la novità è che gli scienziati della Brown hanno preso in considerazione frammenti dai bordi frastagliati che, nelle simulazioni al computer, si erano rivelati meno pericolosi. 

I ricercatori hanno sperimento gli effetti dei frammenti di grafene su tessuti umani (polmoni, pelle, cellule immunitarie), vedendo al microscopio come il materiale miracoloso penetrava nelle cellule, che ne inglobavano pezzi grandi anche dieci micrometri. 

Si tratta d'informazioni da prendere con molta serietà, per chi già oggi lavora alla produzione del grafene, e anche per tutti noi. Il rischio più immediato è quello legato all'inalazione, ma ci sono anche il contatto diretto con occhi e pelle o l'ingestione da prendere in considerazione. Tutti argomenti da valutare con attenzione, visto che questo materiale molto probabilmente sarà molto comune nel giro di pochi anni, e di certo nessuno vuole rivivere l'esperienza dell'Eternit.   

Vi ho appena riportato l'articolo sopra perché esso si rivela essere particolarmente credibile, nonostante sia stato mutilato dei link che lo supportavano. 

Riporto adesso alcuni stralci tra i più significativi di uno studio sulla tossicità del grafene condotto da ricercatori cinesi. 

Dal Background dello studio: 

«[...] Insieme all'aumento dell'applicazione e della produzione di GFN (nanomateriali della famiglia del grafene, n. d. r.), aumenta anche il rischio di un'esposizione occupazionale o ambientale non intenzionale ai GFN [ 26 ]. E recentemente, ci sono alcune indagini sull'esposizione ai GFN in contesti professionali e i dati pubblicati hanno mostrato che l'esposizione professionale ai GFN aveva una potenziale tossicità per i lavoratori e i ricercatori [ 27 - 29 ]. I GFN possono essere somministrati nei corpi mediante instillazione intratracheale [ 30 ], somministrazione orale [ 31 ], iniezione endovenosa [32 ], iniezione intraperitoneale [ 33 ] e iniezione sottocutanea [ 34]. I GFN possono indurre lesioni acute e croniche nei tessuti penetrando attraverso la barriera emato-aria, la barriera emato-testicolare, la barriera emato-encefalica e la barriera emato-placentare ecc. e accumulandosi nei polmoni, nel fegato e nella milza ecc. Ad esempio, alcuni aerosol di nanomateriali di grafene possono essere inalati e sostanziali depositi nel tratto respiratorio, e possono facilmente penetrare attraverso le vie aeree tracheobronchiali e quindi transitare fino alle vie aeree polmonari inferiori, con conseguente formazione di granulomi, fibrosi polmonare ed effetti avversi sulla salute delle persone esposte persone [ 2 , 29 ]. Diverse revisioni hanno delineato le proprietà uniche [ 35 , 36] e ha riassunto le ultime potenziali applicazioni biologiche dei GFN per la somministrazione di farmaci, la somministrazione di geni, i biosensori, l'ingegneria tissutale e la neurochirurgia [ 37 - 39 ]; valutato la biocompatibilità dei GFN nelle cellule (batteriche, di mammifero e vegetali) [ 7 , 40 , 41 ] e animali (topi e zebrafish) [ 42 ]; raccolto informazioni sull'influenza dei GFN nel suolo e negli ambienti acquatici [ 43]. Sebbene queste revisioni abbiano discusso i relativi profili di sicurezza e la nanotossicologia dei GFN, le conclusioni specifiche e i meccanismi dettagliati di tossicità erano insufficienti e i meccanismi di tossicità non sono stati riassunti completamente. I meccanismi tossicologici dei GFN dimostrati in studi recenti contengono principalmente risposta infiammatoria, danno al DNA, apoptosi, autofagia e necrosi ecc. 

Tossicità dei GFN (in vivo e in vitro): 

I GFN penetrano attraverso le barriere fisiologiche o le strutture cellulari attraverso diverse modalità di esposizione o vie di somministrazione e entrano nel corpo o nelle cellule, provocando infine tossicità in vivo e in vitro. [...] [...]. 

I GFN raggiungono varie località attraverso la circolazione sanguigna o le barriere biologiche dopo essere entrati nel corpo, il che si traduce in vari gradi di ritenzione in diversi organi. A causa delle loro dimensioni nanometriche, i GFN possono raggiungere gli organi più profondi attraversando le normali barriere fisiologiche, come la barriera emato-aria, la barriera emato-testicolare, la barriera emato-encefalica e la barriera emato-placentare.  

Barriera sangue-aria  

I polmoni sono un potenziale ingresso per le nanoparticelle di grafene nel corpo umano attraverso le vie aeree. I nanosheet di GO (ossido di grafene, n. d. r.) inalati possono distruggere l'ultrastruttura e le proprietà biofisiche del film di surfattante polmonare (PS), che è la prima linea di difesa dell'ospite, e far emergere la loro potenziale tossicità [54 ] . Le particelle agglomerate o disperse si depositano sulla superficie alveolare interna all'interno degli alveoli e quindi vengono inghiottite dai macrofagi alveolari (MA) [ 55 ].

Fine prima parte. 

Qui la seconda parte dell'articolo.