想大一點(diǎn)。盡管是研究主題，但這很可能是2013年啟動(dòng)的石墨烯旗艦項(xiàng)目的座右銘：它的總預(yù)算為10億歐元，是歐洲迄今為止最大的研究計(jì)劃，與2013年推出的人腦旗艦項(xiàng)目齊名。同一時(shí)間。
Empa研究人員PeterWick和TinaBürki剛剛與30位國(guó)際同事一起在《ACSNano》雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于石墨烯及相關(guān)材料對(duì)健康和環(huán)境影響的評(píng)論文章;他們總結(jié)了有關(guān)石墨烯材料的健康和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究結(jié)果，參考文獻(xiàn)列表包括近500篇原始出版物。
豐富的知識(shí)——這也讓一切都變得清晰起來。“我們研究了各種石墨烯和類石墨烯材料對(duì)肺部、胃腸道和胎盤的潛在急性影響，并且在任何研究中都沒有觀察到嚴(yán)重的急性細(xì)胞損傷作用，”威克總結(jié)道。結(jié)果。
盡管肺細(xì)胞肯定會(huì)發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)，但組織恢復(fù)得相當(dāng)快。然而，Wick指出，一些較新的2D材料，如氮化硼、過渡金屬二硫?qū)倩?、光幻視和MXene尚未得到充分研究。這里需要進(jìn)一步調(diào)查。
在他們的分析中，威克和他的公司并沒有將自己局限于新生產(chǎn)的類石墨烯材料，還著眼于含石墨烯材料的各種應(yīng)用的整個(gè)生命周期。換句話說，他們調(diào)查了以下問題：當(dāng)這些材料磨損或燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生什么?石墨烯顆粒是否會(huì)被釋放?這些細(xì)小的灰塵會(huì)傷害細(xì)胞、組織或環(huán)境嗎?
一個(gè)例子：在環(huán)氧樹脂或聚酰胺等聚合物中添加百分之幾的石墨烯，可以顯著改善材料性能，例如機(jī)械穩(wěn)定性或?qū)щ娦?，但磨損顆粒不會(huì)對(duì)測(cè)試的細(xì)胞和組織造成任何石墨烯特有的納米毒性作用。即使旗艦項(xiàng)目結(jié)束后，威克的團(tuán)隊(duì)也將能夠繼續(xù)這項(xiàng)研究。
除了Wick的團(tuán)隊(duì)之外，BerndNowack領(lǐng)導(dǎo)的Empa研究人員也使用物質(zhì)流分析作為石墨烯旗艦的一部分來計(jì)算含有石墨烯的材料對(duì)未來潛在的環(huán)境影響，并對(duì)哪些生態(tài)系統(tǒng)可能受到影響以及影響程度進(jìn)行了建模。
RolandHischier的團(tuán)隊(duì)與Empa技術(shù)與社會(huì)實(shí)驗(yàn)室的Nowack團(tuán)隊(duì)一樣，利用生命周期評(píng)估來研究不同生產(chǎn)方法的環(huán)境可持續(xù)性以及各種含石墨烯材料的應(yīng)用示例。
石墨烯是一種非常有前途的材料。它由以蜂窩狀排列的單層碳原子組成，具有非凡的性能：卓越的機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性、透明度以及出色的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。如果已經(jīng)是二維的材料在空間上受到更多限制，例如限制成窄帶，則可以產(chǎn)生可控的量子效應(yīng)。這可以實(shí)現(xiàn)從車輛制造、能源存儲(chǔ)到量子計(jì)算等廣泛的應(yīng)用。
長(zhǎng)期以來，這種“神奇材料”只存在于理論上。直到2004年，曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)家康斯坦丁·諾沃肖洛夫(KonstantinNovoselov)和安德烈·海姆(AndreGeim)才能夠?qū)ｉT生產(chǎn)和表征石墨烯。為此，研究人員用一塊膠帶去除了石墨層，直到石墨片只有一個(gè)原子厚。他們因這項(xiàng)工作于2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
從那時(shí)起，石墨烯就成為了深入研究的課題。與此同時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)了更多的二維材料，例如石墨烯衍生的石墨烯酸、氧化石墨烯和氰基石墨烯，它們可以在醫(yī)學(xué)上得到應(yīng)用。研究人員希望使用氮化硼或MXene等無機(jī)2D材料來制造更強(qiáng)大的電池、開發(fā)電子元件或改進(jìn)其他材料。
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