Tento týden pro Vás, místo klasického factcheckingu, máme zajímavý text pokrývající ústřední téma celé sady dezinformačních emailů, a tím grafen. Přítomnost grafenu, převážně ve vakcínách Comirnaty je oblíbené téma, ale poměrně málo je o něm známo. Jde o relativně novou záležitost (vytvořeno v roce 2004, Nobelova cena o 6 let později). Dovolili jsme si proto pro Vás připravit přehledný a velmi zajímavý text sloužící jako seznámení se s tímto dezinformačním strašákem.
Grafen je dvourozměrný atomový krystal. Jedná se o uměle připravený alotrop (alotropie = schopnost vyskytovat se v několika různých strukturních formách, které mají výrazně odlišné fyzikální vlastnosti) uhlíku. Ve srovnání s jinými alotropy uhlíku (tuha, grafit, diamant) se jedná o věc poměrně novou. Grafen se skládá pouze z jedné vrstvy atomů uhlíku, které mají hexagonální uspořádání. Do značné míry připomíná včelí plástev, viz obrázek.
Poprvé se jej podařilo získat na univerzitě v Manchesteru (Geim, Novoselov) v r.2004, za což byla autorům o šest let později udělena Nobelova cena. Chemicky patří k tzv. fullerenům (jméno odvozeno od amerického architekta Fullera), tedy molekulám, tvořenými atomy uhlíku v různých strukturách, viz obr. níže. Typicky zkoumány jsou pak 3D molekuly, obsahující 60 nebo 70 atomů uhlíku. Ve vazbě mohou být však obsaženy i jiné prvky, např. bór nebo dusík.
Fyzikální a chemické vlastnosti
Unikátní vlastnosti jsou dány vazbou atomu uhlíku, spojeného se třemi dalšími. Hexagonální krystalická mřížka je tvořena těsnými vazbami o vzdálenosti přibližně 0,142 nm. Ačkoli je grafen lehký a tenký (jedná se o nejtenčí známý materiál), vykazuje unikátní tuhost a extrémní mechanickou pevnost. Plátek grafenu je stokrát pevnější než stejně široký plátek té nejpevnější oceli, zároveň je však velmi pružný. Elektrony se v grafenu pohybují se téměř rychlostí světla. Díky tomu je grafen výborný tepelný i elektrický vodič, a to dokonce lepší nežkovy. Teplo vede šedesátkrát lépe než železo a desetkrát lépe než měď. Další jeho mimořádnou vlastností je, že dokáže vydržet extrémně vysoké elektrické proudy, a to asi milionkrát vyšší než měď. Grafen výborně propouští světlo. Absorbuje pouze 2,3 % dopadajícího světla a jeví se nám proto téměř neviditelný. Zároveň je nepropustný pro všechny plyny.2D hustota grafenu je 0,763 mg/m2. Je také jedním z nejpevnějších materiálů vůbec, pevnost v tahu je udána hodnotou 130 GPa.
Vše výše uvedené dělá z grafenu svým způsobem unikátní látku s nepřeberným množstvím využití v budoucnosti: kompozitní materiály, automobilový a letecký průmysl, výroba satelitů a kosmických zařízení, transparentní elektrody, dotykové obrazovky, solární články, vodiče a polovodiče, tranzistory, kondenzátory, citlivé senzory, fotodetektory, obalový materiál, grafenové LED diody, vodivé inkousty nebo například materiál pro uskladnění vodíku. Dalšími alternativami atomu uhlíku jsou např. křemík (silicen), bór (borofen) nebo fosfor (fosforen).
Nepřekvapí, že největším světovým producentem je Čína (45%), následuje Severní Amerika. Limitem pro průmyslové rozšíření jsou však zatím především enormně vysoké výrobní náklady. Modifikací grafenu, která stojí zásadně za zmínku, je tzv. oxid grafenu (GO), který má i přes více vrstevnatou strukturu obdobné vlastnosti jako grafen, pouze váže navíc atomy kyslíku a vodíku (obr.níže), což je na rozdíl od hydrofobního grafenu hydrofilní látka. Tento fakt nabízí celou řadu aplikací, např. vhodnost pro odsolování mořské vody, resp. filtr s úpravou kompozitních materiálů pro částice menší než 10 nm.
Využití v biologii a v medicíně
GO lze aplikovat respiračním systémem, kůží, trávicím traktem anebo injekčně, viz obrázek.
Vzhledem k již zmiňované unikátní 2D struktuře a vlastnostem nabízí grafen a jeho deriváty z hlediska nanomateriálů výzkum a biomedicínské využití v níže uvedených oblastech.
Několik heslovitých poznámek k současnému použití grafenu dle schématu. Současné využití je tedy např. u detekce raného stadia maligních buněk.Jak dále vyplývá ze schématu,GO může fungovat jako substrátu bakteriálních efektů. Zajímavá je též informace, týkající se využití grafenu u kostních a zubních implantátů. Poměrně složitou tématiku pak představuje tzv. diferenciace kmenových buněk.Samostatnou kapitolu pak tvoří biosenzory a biodetekce u určitých biomolekul. V neposlední řadě jsou zkoumány možnostiaplikace GO u léčbymedicínskými preparáty cíleným transportem do buněk.
Toxicita
Bylo by velké zjednodušení konstatovat, že grafen a další jeho alotropy nenesou absolutně žádná rizika. Cytotoxicita byla diskutována např. v závislosti na velikosti, tvaru a náboji daných látek. V některých případech in-vitro bylo zjištěno např. poškození buněčných membrán, a cytotoxické působení se vyskytlo i vůči kmenům některých baktérií. Modifikací s některými polymery jako je např. chitosan, PVA nebo polyetylen glykolna druhé straně zlepšila biokompatibilituza snížení toxicity a rychlého vyloučení organismem. Obecně tato otázka je a bude předmětem intenzívního výzkumu u všech nových nanotechnologií a nanomateriálů už z jejich rozměrové podstaty. V současné době nelzes jistotou říci, jaký by byl dlouhodobý vliv grafenu a jeho modifikací na lidský organismus.Cytotoxická interakce s buňkami je schematicky znázorněno zde.
Kontroverze ohledně grafenu a jeho derivátů
V poslední době přibylo na sociálních sítích mnoho spekulativních, resp. dezinformačních textů v rámci Covid-19 pandemie, týkajících se obsahu těchto látek ve vakcínách. Není též bez zajímavosti, že tytéž zdroje rovněž často citují různé antisystémové narativy (czexit, migrace). Společným jmenovatelem zde se zdá být oxid grafenu (GO) a jeho domnělá přítomnost ve vakcíně Comirnaty (výrobce Pfizer-BioNTech). Jedním z x příkladů je nedávno popřená “teorie” českého astrologa Antonína Baudyše, připisujícímu důkaz přítomnosti GO ve vakcínách na základě magnetických účinků aplikované látky v těle. Publikováno na webu AFP (napravoumiru.afp.com).
To, že GO se v covidových vakcínách nenachází, nebrání ovšem vědeckým týmům nadále studovat působení a transfer modifikovaného GO v lidském těle, viz předchozí odstavec. Očekává se, že nový výzkum přinese četná nová využití zejména v biotechnologiích.
Shrnutí a závěr
Grafen a jeho deriváty jsou bez nadsázky materiály budoucnosti. Biologické působení těchto látek je na druhé straně velmi složitá tematika na úrovni nanometrů, což je rozměrově oblast velikostí atomů. U těchto nanomateriálů není zatím možno jednoznačně říci, zda a jak moc či málo škodí lidskému organismu. Tzv. biokompatibilita stále je a bude předmětem mnoha různých a nezávislých studií. Přesvědčivé studie o tom, že konkrétně grafen nebo GO škodí zdraví, nebyly v seriózních publikacích a citacích v rámci otevřených zdrojůdohledány. Navíc by patrně pro poškození zdraví bylo třeba výrazně větší množství látky, aplikace grafenu a jeho derivátů se pohybuje v molárně mnohanásobně menším a z laického pohledu nepředstavitelně malým množstvím. Oproti těmto věcem je i přes řadu publikací veřejností často přehlíženo jiné zásadní téma, a sice, kolik mikroplastů se např. dostane spontánně do lidského těla…
Reference:
https://en.wikipedia.org/wiki/Graphene
https://www.webchemie.cz/clanky/chemie-jasne.html
https://www.hindawi.com/journals/bmri/2021/5518999/
https://link.springer.com/article/10.1007/s40097-018-0265-6
https://link.springer.com/article/10.1186/s12989-016-0168-y
https://napravoumiru.afp.com
https://www.bbc.com/news/science-environment-39482342https://health-desk.org/articles/how-do-we-know-graphene-oxide-isn-t-used-in-covid-19-mrna-vaccines
https://www.e15.cz/magazin/vedci-zjistili-ze-lidska-tela-jsou-zamorena-mikroplasty-1372503