Grafen är ett tvådimensionellt nanomaterial som består av kol och bildas av ett enda lager av tätt packade kolatomer. Den höga mekaniska styrkan och betydande elektriska och termiska egenskaper hos grafen gör att den är mycket lämpad för många nya tillämpningar inom elektronikområdet, biologisk, kemiska och magnetiska sensorer, fotodetektorer och energilagring och generering. På grund av dess potentiella tillämpningar, grafenproduktionen förväntas öka avsevärt under de kommande åren, men med tanke på dess låga marknadsupptag och begränsningarna i att analysera dess effekter, lite information om koncentrationerna av grafennanomaterial i ekosystem är för närvarande tillgänglig.

Som ett resultat av grafens ytegenskaper, en gång i vattenmiljön, grafen kan fungera som en bärare av organiska föroreningar, såsom polycykliska aromatiska kolväten, till vattenlevande organismer. Följaktligen, forskargruppen CBET (Cell Biology in Environmental Toxicology) har utvärderat inte bara kapaciteten hos grafenoxid att sorbera polycykliska aromatiska kolväten, men också toxiciteten av grafenoxid enbart och i kombination med vissa polycykliska aromatiska kolväten hos embryon och vuxna zebrafiskar. Forskningen genomfördes i samarbete med universitetet i Bordeaux.

Embryonala missbildningar och neurotoxicitet

"Resultaten avslöjar att grafenoxid kan transportera polycykliska aromatiska kolväten in i zebrafisken (via en sorts trojansk hästeffekt) och utöva subletala effekter. Under de förhållanden vi antog, de toxiska effekterna har inte varit enorma, ingen fisk eller embryon har dött, men i vissa biomarkörer har vi upptäckt effekter som har gjort oss på alerten, sa Amaia Orbea, en Ph.D.-innehavare i CBET-gruppen vid UPV/EHU.

För det första, de upptäckte att vid höga koncentrationer kan missbildningar uppstå i embryon, "vilket innebär att vid längre exponeringar och vid högre koncentrationer kan icke livsdugliga djur födas", förklarade Orbea. För det andra, denna forskning har bekräftat att "på lång sikt, under en treveckors exponeringsperiod, enzymet acetylkolinesteras, som bromsar nervstimuli, hämmades hos alla behandlade fiskar, så trots att man inte använder mycket höga koncentrationer, vi såg att när exponeringstiden ökar, neurotoxiska effekter börjar uppträda", sa forskaren.

"Vi använde specifika koncentrationer och tidsperioder, men vi vet inte hur dessa koncentrationer kommer att utvecklas från och med nu i naturen eller vad deras eventuella påverkan kan vara i förhållande till andra föroreningar. Resultaten har visat oss att de koncentrationer som kan finnas i miljön för tillfället inte är särskilt farliga, men vi måste vara försiktiga:vi vet inte vilka effekter dessa låga koncentrationer kan ha vid längre exponeringar. De erhållna resultaten är relaterade till de förhållanden som tillämpas i våra experiment. Vi stöter normalt inte på grafen ensam i miljön; tillsammans med grafen finns det många andra föroreningar som också påverkar djur... Vi måste ta hänsyn till dem alla samtidigt, " avslutade hon.