En cualquier caso, el peligro del óxido de grafeno y sus derivados, incluidos los puntos cuánticos de grafeno, para la salud humana parece no solo demostrado, sino también cierto.
El artículo de (Zhao, J.; Deng, B.; Lv, M.; Li, J.; Zhang, Y.; Jiang, H.; Fan, C. 2013) desarrolla una metodología para la «fijación de láminas de GO en tejidos de algodón que presentan una fuerte propiedad antibacteriana y una larga vida útil después del lavado».
Las láminas de óxido de grafeno se tejen en fibras de algodón y permanecen fijas en ellas, como se muestra en la siguiente figura :
Diagramas de composición de tejido de algodón con óxido de grafeno. (Zhao, J.; Deng, B.; Lv, M.; Li, J.; Zhang, Y.; Jiang, H.; Fan, C. 2013).
También afirman que «los tejidos de algodón antibacterianos a base de GO se preparan de tres maneras : absorción directa, reticulación inducida por radiación y reticulación química.
Además, estos tejidos siguen matando el 90 % de las bacterias incluso después de ser lavados 100 veces.
Los tejidos de algodón modificados con GO no causan irritación en la piel de los conejos, como se ha comprobado en pruebas con animales.
Sin embargo, los beneficios del óxido de grafeno (GO) están en total contradicción con los estudios de citotoxicidad de los materiales GBM basados en grafeno en contacto con la piel (Pelin, M. et al., 2017).
De hecho, el estudio de toxicidad cutánea in vitro alcanzó resultados preocupantes con los compuestos de óxido de grafeno al cabo de 72 horas, ya que indujeron daños en la viabilidad celular, como demostraron los daños en las mitocondrias y las membranas plasmáticas.
Se concluyó que «las concentraciones elevadas y los tiempos de exposición prolongados a FLG y GO podrían influir en la actividad mitocondrial asociada a daños en la membrana plasmática, lo que sugiere efectos citotóxicos».
Además, se señala que «en contraste con la ausencia de propiedades antiproliferativas, los efectos del FLG y el GO en las células HaCaT parecen implicar un daño significativo en los niveles de la membrana plasmática, evaluado por la captación celular de yoduro de propidio».
Otro estudio, aún más concluyente, confirma los efectos nocivos del óxido de grafeno en la piel (Liao, KH; Lin, YS; Macosko, CW; Haynes, CL, 2011).
Los investigadores midieron la actividad mitocondrial en fibroblastos de piel humana para determinar la citotoxicidad del óxido de grafeno y de las láminas de grafeno.
Para llegar a esta conclusión, utilizaron la sal de tetrazolio soluble en agua (WST-8), la exclusión del azul tripán y las especies reactivas del oxígeno (ROS).
Los resultados revelaron que las láminas de grafeno compactadas son más dañinas para los fibroblastos de mamíferos que el óxido de grafeno menos denso.
A estos resultados, los investigadores añaden otras conclusiones.
En concreto, observaron que «el óxido de grafeno mostró la mayor actividad hemolítica en el tamaño más pequeño, mientras que las láminas de grafeno agregadas mostraron la menor actividad hemolítica».
El recubrimiento del óxido de grafeno con quitosano eliminó casi por completo su actividad hemolítica.
Aunque el quitosano no es el tema de esta entrada, merece la pena mencionar su papel tan relevante en las nuevas películas de envasado de alimentos, los hidrogeles y los apósitos para la cicatrización de heridas.
Estos estudios contradicen las pruebas convincentes y claras de las ventajas y beneficios del óxido de grafeno.
Otros estudios
Llama la atención la cantidad de investigaciones que se han llevado a cabo sobre textiles y óxido de grafeno para crear todo tipo de prendas.
Por ejemplo, (Cai, G.; Xu, Z.; Yang, M.; Tang, B.; Wang, X., 2017) desarrollaron un método para funcionalizar tejidos de algodón con óxido de grafeno mediante reducción térmica.
En su estudio, los investigadores corroboran la «buena conductividad eléctrica» y la permanencia del óxido de grafeno en los tejidos sin afectar a la conductividad eléctrica, y aportan propiedades hidrófobas y de bloqueo de los rayos UV.
Estos detalles son muy relevantes, ya que se conocen las propiedades de absorción electromagnética del óxido de grafeno.
Esto convertiría la ropa de tejido de algodón (aunque podrían ser otros materiales) y óxido de grafeno en una antena receptora que amplificaría la señal emitida por los dispositivos 5G.
El bloqueo de los rayos UV también se ve afectado, ya que el óxido de grafeno puede degradarse por la exposición a la luz ultravioleta, como se demostró en la investigación de (Bai, H.; Jiang, W.; Kotchey, G. P.; Saidi, W. A.; Bythell, B. J.; Jarvis, J. M.; Stella, A., 2014).
En su artículo, Bai et al. explican que la reacción de Fenton (un proceso de oxidación que genera radicales hidroxilo altamente reactivos) y la exposición a la radiación ultravioleta afectan a la estabilidad del óxido de grafeno.
Esto se aclara con la siguiente afirmación : «Está ampliamente aceptado que las especies oxidativas del mecanismo de Fenton son radicales, incluido el radical hidroxilo altamente reactivo, y que la irradiación ultravioleta (UV) acelera la producción de esta especie radical».
En el caso de los autores (Gao, Y.; Ren, X.; Zhang, X.; Chen, C., 2019), además de confirmar la interacción de la luz ultravioleta en la degradación del óxido de grafeno, se hacen algunas afirmaciones preocupantes, como, por ejemplo, que «actualmente, los datos comparativos sobre la estabilidad coloidal y la toxicidad del óxido de grafeno (GO) procesado con luz ultravioleta (UV) y visible (VL) son bastante limitados».
Esto significa que los autores reconocen abiertamente la falta de investigación sobre los efectos nocivos del óxido de grafeno en 2019, cuando este comenzó a utilizarse ampliamente en todo el ecosistema industrial y de fabricación.
Por otro lado, correlacionan el óxido de grafeno con la exposición a la luz ultravioleta, mostrando que la estructura molecular se degrada y se producen puntos cuánticos de grafeno, también conocidos como «quantum dots», con los que curiosamente se forman memristores.
Los autores concluyen que «la exposición del óxido de grafeno GO a la luz solar potencia sus transformaciones fisicoquímicas. Esto es similar al fenómeno de fotorreacción de los nanomateriales disueltos en agua dulce, su transformación y degradación inducida por luz ultravioleta/visible».
También añaden que «tanto la irradiación UV como la VL pueden hacer que el óxido de grafeno GO sea mucho más estable y móvil en el agua del grifo y en las aguas superficiales naturales de lo esperado. Cuando se utiliza la radiación UV para degradar el GO durante el tratamiento del agua, el tiempo de irradiación es un parámetro operativo clave».
Esto es muy importante, ya que podría representar una forma de eliminar o combatir los efectos del óxido de grafeno en el cuerpo humano.
Sin embargo, «los efectos tóxicos de las muestras de GO procesadas con UV/VL se miden mediante la inactivación de E. coli y S. aureus. La exposición a la luz ultravioleta tiene un fuerte impacto en el efecto tóxico del GO».
Esto significa que en el proceso de degradación de los puntos cuánticos de óxido de grafeno podrían producirse problemas de toxicidad para los animales y el medio ambiente.
Degradación del óxido de grafeno con luz ultravioleta. (Gao, Y.; Ren, X.; Zhang, X.; Chen, C. 2019).
A este respecto, se analizó la literatura científica y se destacaron los siguientes puntos clave.
(Wang, T.; Zhu, S.; Jiang, X., 2015) analizaron la toxicidad de los puntos cuánticos de grafeno y añadieron :
1. «Los puntos cuánticos de grafeno (GQD) generan fluorescencia intrínseca y mejoran la estabilidad acuosa del óxido de grafeno (GO), al tiempo que mantienen una amplia adaptabilidad química y una elevada capacidad de adsorción».
Esta afirmación es importante porque significa que la capacidad de absorción del grafeno ha aumentado y, con ella, la capacidad de inmovilizar enzimas en el cuerpo humano.
2. «Descubrimos que los GQD (Graphene Quantum Dots) no mostraban una influencia notable en los ratones debido a su pequeño tamaño, mientras que el GO parecía tóxico y provocaba la muerte de los ratones debido a la agregación del GO en su interior. En resumen, los GQD no presentan una toxicidad evidente in vitro e in vivo, ni siquiera en situaciones de dosis múltiples».
Esto sugiere que la toxicidad de los GQD (puntos cuánticos de grafeno) se reduce con la exposición a la luz solar o ultravioleta en comparación con el GO (óxido de grafeno no degradado).
3. Otros autores, como Chong, Y.; Ma, Y.; Shen, H.; Tu, X.; Zhou, X.; Xu, J.; Zhang, Z. (2014), afirman que «un análisis detallado de los espectros infrarrojos reveló que la captación de GO destruye la integridad de la membrana celular, eliminando la bicapa lipídica y provocando hemólisis y formas aberrantes. En cambio, los GQD solo alteran la estructura y la conformación de los lípidos, dando lugar a células aberrantes».
De este modo, los investigadores confirman que los efectos tóxicos de los puntos cuánticos de grafeno son ligeramente inferiores a los del óxido de grafeno (GO) del que proceden.
Sin embargo, no hay que olvidar que los ensayos con GQD en glóbulos rojos han provocado la formación de células aberrantes.
Esto podría explicar la frecuente aparición de problemas de circulación sanguínea, inflamaciones cardíacas, pericarditis, miocarditis e incluso enfermedades neuromusculares degenerativas.
De hecho, el estudio de Qu, G.; Wang, X.; Wang, Z.; Liu, S.; Jiang, G. (2013) afirma que, en sus pruebas, los QDs (Quantum Dots) causaron un gran daño a los macrófagos a través de la acumulación intracelular de QDs junto con la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), particularmente en el caso de los QDs recubiertos con PEG-NH2.
Esto indica que la toxicidad de los puntos cuánticos de óxido de grafeno (óxido de grafeno degradado) provoca la liberación de radicales libres en especies reactivas de oxígeno (ROS) y daños en los macrófagos (células que destruyen los antígenos de nuestro organismo), especialmente cuando los puntos cuánticos están recubiertos de PEG-NH2, un compuesto de polietilenglicol que, en teoría, protegería al organismo de la toxicidad del grafeno.
Cabe señalar que todo esto ya se analizó en la entrada sobre la interacción del óxido de grafeno con las células cerebrales.
Volviendo al análisis del estudio de Cai, G.; Xu, Z.; Yang, M.; Tang, B.; Wang, X. (2017) sobre la funcionalización de textiles de algodón con óxido de grafeno y sus propiedades anti-UV, se puede deducir que su objetivo es preservar la integridad del óxido de grafeno en los textiles para evitar su degradación y conversión en puntos cuánticos de grafeno.
Otras investigaciones
Otras investigaciones sobre tejidos de algodón y óxido de grafeno también parecen confirmar su estabilidad térmica.
Según (Krishnamoorthy, K.; Navaneethaiyer, U.; Mohan, R.; Lee, J.; Kim, SJ 2012), «el análisis termogravimétrico (TGA) mostró que los tejidos de algodón cargados con GO tienen mejor estabilidad térmica que los tejidos de algodón crudo«.
Según (Rani, KV; Sarma, B.; Sarma, A. 2018), el óxido de grafeno no solo serviría para entrelazarse con el algodón, sino que podría recubrirlo por completo, mediante el proceso de inmersión, lo que se traduciría en mejores propiedades de conducción eléctrica.
Otras investigaciones similares son las de Ren et al. (2017), Sahito et al. (2015) y Shateri-Khalilabad y Yazdanshenas (2013), que investigan las propiedades conductoras en tejidos flexibles de algodón y óxido de grafeno prensados en caliente con óxido de grafeno cargado negativamente.
También se introdujo óxido de grafeno en tejidos de poliéster mediante técnicas de impresión y prensado en caliente (Cao, J.; Guan, X.; Wang, Y.; Xu, L., 2021).
Al igual que otros estudios (Cai, G.; Xu, Z.; Yang, M.; Tang, B.; Wang, X. 2017), el tejido presenta conductividad eléctrica, resistencia a la fricción y lavabilidad.
El óxido de grafeno también puede introducirse a través de tintes, como demuestran Fan et al. (2020), Fang et al. (2020) y Fugetsu et al. (2010), mejorando sus propiedades electrostáticas y su conductividad eléctrica.
En este sentido, también merece una mención el trabajo de Kowalczyk, D.; Fortuniak, W.; Mizerska, U.; Kaminska, I.; Makowski, T.; Brzezinski, S.; Piorkowska, E. (2017), en el que se demuestra que los tejidos recubiertos con xerogeles que contienen entre un 0,5 y un 1,5 % de óxido de grafeno reducido rGO mejoran las propiedades antiestáticas y la resistencia superficial y volumétrica.
Los xerogeles son un tipo de gel con alta porosidad que confiere a los tejidos tratados repelencia al agua y conductividad eléctrica.
Otras investigaciones se centran en el desarrollo y la fabricación de tejidos de blindaje contra interferencias electromagnéticas utilizando óxido de grafeno y plata (Ghosh, S.; Ganguly, S.; Das, P.; Das, T. K.; Bose, M.; Singha, N. K.; Das, N. C., 2019), con los que se han logrado tejidos que resisten 27,36 dB en la banda X (8,2-12,4 GHz).
Además de proteger contra las interferencias electromagnéticas, se obtuvo un tejido de óxido de grafeno con alta capacidad de absorción de microondas, tal y como afirman Gupta, S.; Chang, C.; Anbalagan, A.K.; Lee, C.H.; Tai, N.H. (2020) en su estudio.
Curiosamente, este tejido está diseñado para operar en dicha banda.
También es posible desarrollar tejidos de polipropileno no tejidos para la fabricación de sensores portátiles basados en grafeno, lo que permite obtener «tejidos inteligentes».
Este es el planteamiento de (Hasan, MM; Zhu, F.; Ahmed, A.; Khoso, NA; Deb, H.; Yuchao, L.; Yu, B., 2019).
Las aplicaciones citadas por los autores incluyen «membranas filtrantes utilizadas en prendas de vestir y su uso industrial potencial debido a la mejora de la transpirabilidad, la durabilidad, la absorbencia y las propiedades de filtración».
Los no tejidos de PP (polipropileno) se utilizan ampliamente para desarrollar artículos portátiles, como prendas de vestir.
En este trabajo se investiga una membrana basada en óxido de grafeno y tejido de polipropileno que puede actuar como sensor de presión.
Anteriormente, Du, D.; Li, P.; Ouyang, J. (2016) ya habían desarrollado tejidos recubiertos de grafeno para sensores capaces de detectar el pulso y la respiración.
Estos estudios abren la posibilidad de desarrollar electrónica vestible basada en tejidos flexibles que puedan superar las limitaciones de la electrónica rígida (Khan, J.; Mariatti, M., 2021).
Sin embargo, los autores no son conscientes o no quieren reconocer la peligrosidad del óxido de grafeno ; de hecho, según ellos, «el grafeno es el principal candidato entre otras formas de carbono para desarrollar tejidos electrónicos debido a sus propiedades excepcionales y a que no es tóxico».
Por esta razón, parece esencial que el tejido tenga conductividad térmica y capacidad de absorción electromagnética, como se desprende de sus pruebas.
El poliéster modificado con hidróxido de sodio presentó el mejor resultado, con una mejora del 30 % en absorción y del 15 % en conductividad térmica en comparación con el poliéster sin tratar.
Otro ejemplo de prendas inteligentes con óxido de grafeno son los sujetadores deportivos (Shathi, MA; Chen, M. ; Khoso, NA; Rahman, MT; Bhattacharjee, 2020), desarrollados con la técnica de teñido con óxido de grafeno, que «mejora la conductividad eléctrica y la resistencia a la tracción, así como la estabilidad al lavado y la baja impedancia», y concluyen que «el método de polimerización en tampón seco puede utilizarse potencialmente para el desarrollo de tejidos electrónicos portátiles recubiertos de grafeno para dispositivos biomédicos y de monitorización de la salud».
Otro tipo de tejido en el que se introduce el óxido de grafeno es el «tereftalato de polietileno», que se utiliza habitualmente para la fabricación de ropa y envases de bebidas (Liu, X.; Qin, Z.; Dou, Z.; Liu, N.; Chen, L.; Zhu, M., 2014).
En este caso, también se busca la estabilidad estructural del tejido y una alta conductividad eléctrica.
La serigrafía también se ha investigado para la aplicación del óxido de grafeno, como revela el trabajo de Qu, J.; He, N.; Patil, SV; Wang, Y.; Banerjee, D.; Gao, L. (2019).
En él, los autores resumen que «los e-textiles basados en grafeno han despertado un gran interés debido a sus prometedoras aplicaciones en sensores, protección y dispositivos electrónicos portátiles. En este trabajo, se presenta un proceso de serigrafía escalable junto con un proceso continuo de curado en seco para crear patrones duraderos de óxido de grafeno (GO) en no tejidos de viscosa a una profundidad de penetración controlable».
Reflexiones finales sobre el uso del óxido de grafeno en la ropa
La ropa con óxido de grafeno, algodón y otros materiales podría utilizarse para amplificar y mejorar la recepción de ondas electromagnéticas 5G, ya que facilita su conductividad eléctrica y promueve procesos de neuromodulación en sujetos ya inoculados mediante las llamadas «vacunas».
Se ha demostrado que el óxido de grafeno se degrada al entrar en contacto con la luz ultravioleta, como informan (Gao, Y.; Ren, X.; Zhang, X.; Chen, C. 2019), y se generan residuos del proceso de oxidación en forma de puntos cuánticos de grafeno.
En cualquier caso, el peligro del óxido de grafeno y sus derivados, incluidos los puntos cuánticos de grafeno, para la salud humana no solo parece demostrado, sino que es un hecho.
Dado que el óxido de grafeno se degrada con la luz solar o la irradiación ultravioleta, muchos investigadores han desarrollado métodos para incorporar protección tisular contra estos agentes (Miao, G. Y.; Zhang, Z. Z. 2017; Tang, X.; Tian Tian, M.; Qu, L. ; Zhu, S. et al. (2015); Tian, M. et al. (2016).
El óxido de grafeno no se degrada en los tejidos, por lo que mantiene intactas sus propiedades de absorción de la radiación electromagnética.
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