含石墨烯塑料的焚烧在3D肺模型中研究石墨烯残留物的健康风险

由于其卓越的性能，石墨烯现在被添加到范围广泛的塑料中。碳基材料提高了复合材料的导电性和稳定性等。

Empa研究人员目前正在几项研究中调查这些相对较新的复合材料的健康风险。最近的研究正在研究复合材料在垃圾焚烧炉或火灾事故中燃烧后可能产生的石墨烯纳米片的残留物。

细胞培养皿中的真实肺模型

由于人体最有可能通过呼吸道接触石墨烯颗粒，研究人员使用Empa开发的3D肺模型和细胞培养物进行毒性测试。由位于圣加仑的Empa粒子生物学相互作用实验室的PeterWick领导的团队将肺细胞暴露在含有石墨烯纳米片的复合材料燃烧后的残留物中。

为了尽可能真实地估计人类通常接触到的石墨烯颗粒的数量，由Empa高级分析技术实验室的JingWang领导的团队检查并量化了石墨烯复合材料的燃烧残留物。来自Empa先进纤维实验室的研究人员也参与了这个跨学科项目。

无急性损伤

利用这些数据，该团队将3D肺模型置于现实条件下，以便预测石墨烯纳米片在燃烧后的急性毒性。结果表明，不含石墨烯的塑料树脂的燃烧残留物会引发众所周知的不良反应，表明存在健康风险。然而，在与石墨烯纳米片残留物接触后，没有进一步证据表明肺细胞会受到急性损伤，例如炎症反应、氧化应激甚至细胞死亡。

在早期的一项研究中，Empa研究人员已经能够证明，聚合物复合材料磨损产生的石墨烯粉尘对健康的危害可以忽略不计。现在将在长期研究中研究长期暴露于石墨烯纳米粒子的影响。