Han utreder farorna med supermaterialet

2013-08-26 06:00  
Professor Bengt Fadeel i labbet där hans forskargrupp ska granska egenskaperna hos grafenbaserade material. Han medverkar i sex EU-projekt om nanomaterial, är professor vid KI samt University of Pittsburgh och har en gästprofessur vid Roms universitet Tor Vergata. Foto: Jesper Frisk

EU storsatsar på nanomaterialet grafen. Även hälsoeffekter sätts under lupp. Forskningen leds av Bengt Fadeel vid Karolinska institutet. <br/>– Att förstå vilka egenskaper som kan leda till toxikologiska effekter och hur man kan minska dem är en rejäl utmaning, säger han.

Den första oktober går startskottet för EU:s megaprojekt Graphene. Förväntningarna är höga. På tio år ska det nanometertunna materialet grafen revolutionera europeisk industri. Bland målen finns supersnabba processorer, lätta kompositer för bilar och flygplan, vätgaslagring och snabbtankade bilar. Även konstgjorda näthinnor står på agendan.

126 forskargrupper och företag, däribland Nokia och Airbus, ligger i startgroparna. Tio av grupperna har fått i uppgift att studera hur supermaterialet beter sig i våra kroppar och i miljön. Är grafen till exempel biologiskt nedbrytbart? Eller riskerar det att ackumuleras i miljön?

– Grafen är visserligen så tunt att det blir genomskinligt. Men det är också starkare än diamant. Ingen har hittills studerat om grafen kan brytas ner av kroppens celler, säger Bengt Fadeel, professor i inflammationsforskning vid Institutet för miljömedicin på Karolinska institutet.

Som världsledande auktoritet inom nanotoxikologi har han och hans forskargrupp genomfört banbrytande forskning när det gäller hur kolnanorör – ett annat nanomaterial – beter sig i våra kroppar. Nu ska han och flera andra ledande forskare i Europa sätta grafens beteende i biologiska system under lupp.

Det är många frågor som söker ett svar. Vad händer om vi oavsiktligt andas in grafen eller om grafenbaserade material sprutas in i blodet för att transportera läkemedel? Vilken roll spelar fysikaliska och kemiska egenskaper som ytladdning, form, kristallstruktur och storlek för materialets eventuella toxicitet? Kan grafen skära genom celler eller slinker det förbi immunförsvarets storstädare makrofagerna? Och kan det passera genom moderkakan hos gravida och påverka fostret?

– Placentan är en viktig barriär. Men klarar den nanomaterial som grafen? Det är något som vi planerar att titta närmare på.

Men det är inte bara toxiska effekter av materialet i sig som måste undersökas. Nanomaterial får en ny identitet i biologiska system. Den uppstår när ytan kläs med biomolekyler som proteiner. Bakom upptäckten ligger forskare vid University College Dublin, som nu också medverkar i projektet.

– Grafen har en enorm potential att absorbera biomolekyler. Detta skulle kunna leda till en indirekt påverkan på celler genom att materialet binder de proteiner som behövs för att de ska fungera, säger Bengt Fadeel.

Det lär dröja innan forskarna hittar svaren. Först måste de få material att studera från andra grupper i projektet. Innan dess gäller det att utveckla nya modellsystem och testmetoder.

– Det är en utmaning i sig. Nanomaterial interfererar ofta med testmetoden och riskerar att påverka eller störa den.

Du deltar i ytterligare fem EU-projekt som studerar andra nanomaterial. Hur skiljer sig projektet Graphene från dem?

– Graphene är ett teknologi- och produktdrivet projekt som kommer att ge genombrott vi inte kan förutse i dag. Det gör det extra spännande. De andra EU-projekten är helt inriktade på nanosäkerhet.

Vad betyder det för er som studerar effekter på hälsa och miljö?

– Vi står inför en flodvåg av nya nanomaterial. Att förstå vilka egenskaper som kan leda till toxikologiska effekter och hur man kan minska dem är en rejäl utmaning, men forskningen är nödvändig om nanoteknologin ska kunna leda till genombrott i samhället.

Nobelprisat kolgitter

  • Grafen upptäcktes år 2004 av Andre Geim och Konstantin Novoselov vid universitetet i Manchester, Storbritannien.
  • Materialet består av ett enda lager av kolatomer ordnade i ett hönsnätsmönster.
  • Det är starkare än stål, ultra­lätt, böjbart och genomskinligt.
  • De elektriska egenskaperna är extremt goda. Elektroner rör sig tusen gånger snabbare i grafen än i kisel.

EU:s största satsning hittills

  • Megaprojektet Graphene leds från Chalmers tekniska högskola. Projektet har tilldelats nio miljarder kronor under tio år och är ett av två vetenskapliga flaggskepp inom EU. Det andra är Human Brain Project, HBP. Projekten är tillsammans den största vetenskapliga satsning som någonsin gjorts inom EU.
  • I Graphene ingår i dag 126 forskargrupper från 17 europeiska länder och fyra tidigare Nobelpristagare i fysik: Andre Geim och Konstantin Novoselov, som för tre år sedan tilldelades Nobelpriset i fysik för upptäckten av grafen, spinntronikforskaren Albert Fert samt kvantfysikern Klaus von Klitzing.

Ulla Karlsson-Ottosson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer