Il grafene è un nanomateriale bidimensionale composto da carbonio e formato da un singolo strato di atomi di carbonio densamente impacchettati. L'elevata resistenza meccanica e le notevoli proprietà elettriche e termiche del grafene lo rendono particolarmente adatto a molte nuove applicazioni nei campi dell'elettronica, biologico, sensori chimici e magnetici, fotorivelatori e accumulo e generazione di energia. A causa delle sue potenziali applicazioni, la produzione di grafene dovrebbe aumentare significativamente nei prossimi anni, ma data la sua scarsa diffusione sul mercato e le limitazioni nell'analisi dei suoi effetti, sono attualmente disponibili poche informazioni sulle concentrazioni di nanomateriali di grafene negli ecosistemi.

Come risultato delle caratteristiche superficiali del grafene, una volta nell'ambiente acquatico, il grafene potrebbe fungere da vettore di inquinanti organici, come gli idrocarburi policiclici aromatici, agli organismi acquatici. Di conseguenza, il gruppo di ricerca CBET (Cell Biology in Environmental Toxicology) ha valutato non solo la capacità dell'ossido di grafene di assorbire idrocarburi policiclici aromatici, ma anche la tossicità dell'ossido di grafene da solo e in combinazione con alcuni idrocarburi policiclici aromatici nell'embrione e nello zebrafish adulto. La ricerca è stata condotta in collaborazione con l'Università di Bordeaux.

Malformazioni embrionali e neurotossicità

"I risultati rivelano che l'ossido di grafene può trasportare idrocarburi aromatici policiclici nel pesce zebra (tramite una sorta di effetto cavallo di Troia) ed esercitare effetti subletali. Nelle condizioni che abbiamo adottato, gli effetti tossici non sono stati enormi, nessun pesce o embrione è morto, ma in alcuni biomarcatori abbiamo rilevato effetti che ci hanno messo in allerta, " disse Amaia Orbea, un dottorato di ricerca nel gruppo CBET presso l'UPV/EHU.

in primo luogo, hanno rilevato che ad alte concentrazioni possono verificarsi malformazioni negli embrioni, "il che significa che in esposizioni più lunghe e a concentrazioni più elevate possono nascere animali non vitali", spiegò Orbea. In secondo luogo, questa ricerca ha confermato che "a lungo termine, durante un periodo di esposizione di tre settimane, l'enzima acetilcolinesterasi, che rallenta gli stimoli nervosi, è stato inibito in tutti i pesci trattati, quindi pur non utilizzando concentrazioni molto elevate, abbiamo visto che all'aumentare del tempo di esposizione, iniziano a manifestarsi effetti neurotossici", disse il ricercatore.

"Abbiamo usato concentrazioni e periodi di tempo specifici, ma non sappiamo come evolveranno queste concentrazioni d'ora in poi in natura o quale possa essere la loro possibile influenza in relazione ad altri inquinanti. I risultati ci hanno mostrato che le concentrazioni che possono esistere nell'ambiente al momento non sono molto pericolose, ma dobbiamo stare attenti:non sappiamo quali effetti possano avere queste basse concentrazioni durante esposizioni più lunghe. I risultati ottenuti sono legati alle condizioni applicate nei nostri esperimenti. Normalmente non ci imbattiamo nel solo grafene nell'ambiente; insieme al grafene ci sono molti altri inquinanti che colpiscono anche gli animali... Bisogna considerarli tutti allo stesso tempo, " ha concluso.