O grafeno é uma verdadeira maravilha da ciência dos materiais. Nesta forma de carbono, os átomos se organizam em camadas bidimensionais. Isso confere ao grafeno propriedades vantajosas: conduz eletricidade, é quase transparente e possui alta resistência à tração. Desde sua primeira síntese em 2004, o material tem sido intensamente pesquisado, inclusive na Empa. Seus impactos sobre humanos e o meio ambiente foram minuciosamente investigados em um projeto europeu 'Graphene Flagship' com a participação da Empa.
Agora, os pesquisadores da Empa dão um passo além e aplicam o princípio 'Safe and Sustainable by Design' (SSbD) ao material inovador. 'O grafeno é um bom exemplo, porque já há muitos estudos e dados sobre ele', explica Peter Wick, chefe do laboratório 'Nanomaterials in Health' da Empa. 'Nós também nos dedicamos a este material por dez anos no âmbito do 'Graphene Flagship'.'
As ideias fundamentais por trás do conceito SSbD não são novas, continua o pesquisador. A segurança e a sustentabilidade do grafeno já eram temas centrais no projeto Flagship. O que é novo é a integração desses temas no 'framework' SSbD, que visa permitir inovações seguras e sustentáveis para a indústria.
Assim sendo, o objetivo dos pesquisadores da Empa não era (apenas) descobrir se o grafeno é seguro e sustentável por si só. 'Queríamos aproveitar os bons dados disponíveis para testar a aplicação do framework SSbD e identificar onde e como ele pode ser ainda melhorado e simplificado', explica a pesquisadora da Empa Fiorella Pitaro, do departamento 'Tecnologia e Sociedade'.
Um Nome, Muitos Materiais
A tarefa é complexa: devido às intensas pesquisas e desenvolvimento das últimas duas décadas, uma gama completa de produtos relacionados foi adicionada ao grafeno puro, chamados de materiais semelhantes ao grafeno. Há grafeno puro, mas também óxido de grafeno, óxido de grafeno reduzido, 'Few-Layer Graphene', que consiste em várias camadas, e muitos mais. Mesmo esses termos não são sempre claros e podem, por sua vez, designar vários materiais ligeiramente diferentes.
Essa diversidade é um desafio, mas também uma vantagem para a aplicação do SSbD. 'Podemos comparar os dados de cada uma dessas subcategorias de materiais e fazer afirmações sobre como o potencial de dano de uma variante específica está relacionado à sua estrutura', explica Wick. 'Como elas frequentemente têm funcionalidades semelhantes, idealmente a forma mais segura de grafeno pode ser usada para cada aplicação.'
O caminho pelo qual o material chega ao corpo humano também é crucial para declarações sobre sua segurança: é inalado ou injetado diretamente na corrente sanguínea como parte de um medicamento? Ele chega ao nosso trato digestivo através da cadeia alimentar ou é aplicado na pele? 'Para avaliar confiavelmente o risco para humanos, precisamos conhecer a aplicação do material', diz Wick. Porque a aplicação determina se, como e em quais quantidades ocorre uma exposição.
Acessível e Confiável
'As ferramentas e modelos usados para as avaliações no framework SSbD foram desenvolvidos principalmente para produtos químicos', diz Fiorella Pitaro. Onde nos produtos químicos a estrutura molecular principalmente determina as propriedades, nos materiais muitos mais fatores entram em jogo: a composição da superfície, a forma e o tamanho das partículas, o tipo de processamento e muito mais. Um objetivo adicional dos pesquisadores da Empa é, portanto, desenvolver as ferramentas existentes do SSbD de forma que também possam ser aplicadas a materiais.
O objetivo do SSbD é promover inovações seguras e sustentáveis. 'Para que a indústria, especialmente as PME, possam usá-lo, o framework precisa se tornar ainda mais acessível e simples', diz Peter Wick. No entanto, as afirmações que faz sobre a segurança e sustentabilidade de materiais e produtos químicos devem ser o mais confiáveis possível. Para equilibrar essas exigências contraditórias, mais pesquisa é necessária - algo que as equipes da Empa estão promovendo em diferentes projetos.
No que diz respeito à segurança e sustentabilidade do grafeno, os especialistas são cautelosamente otimistas. Em muitos setores e aplicações, o material parece ser mais seguro e sustentável do que as alternativas à base de carbono atualmente utilizadas. No entanto, isso não é um passe livre para liberá-lo indiscriminadamente no meio ambiente, eles alertam. 'Ainda não sabemos tudo', diz o pesquisador da Empa Wick.
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