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酸化グラフェン、グラフェン、関連物質の毒性などの資料

2021年7月13日

https://www.aist-riss.jp/wp-content/uploads/2017/02/b680523cec22a6715d17907941363803.pdfより

抜粋

剥離グラフェンの安全な取り扱いのための環境・生体影響および飛散性情報の紹介　2017年2月初版

監修：国立研究開発法人産業技術総合研究所他

発行：技術研究組合単層CNT融合新材料研究開発機構 (TASC)

委託元：国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO

グラフェンは、炭素原子がsp2混成軌道により結合してできた六員環シート（図1参照）である。2004年に単離されたグラフェンは、グラファイトから物理的に原子層を剥離することによって得られたので剥離グラフェンとも呼ばれるが、その後、物理化学的なプロセスからも製造されるようになった。Biancoらは原子層が1層のもののみをグラフェンと呼ぶことを推奨している。

分野によって「グラフェン」と呼ばれる物質の範囲には幅があり、材料として用いる際は数層以上のものも含めてグラフェンと総称されることが多い。

グラフェンや還元型酸化グラフェンは水溶液への分散性が低く凝集しやすいのに対して酸化グラフェンでは分散性が改善されることが報告されている。

グラフェンおよびその関連物質（GRM）に関しては、環境中の微生物および脊椎動物への有害性の報告例は多く、ある程度の有害性を有することは明らかではあるが、有害性の程度に関しては、その種類、サイズ、表面処理および試料調製法等によって大きく異なることが報告されており 11), 12), 13) 、一般化は困難である。

(1)環境への影響

発光バクテリアにおける生物発光および植物プランクトンの成長は濃度依存的に阻害され、50%阻害濃度（EC50）は発光バクテリアで1.75～＞5 mg/L、植物プランクトンで1.14～2.25 mg/Lであり、植物プランクトンにおいては細胞の損傷も認められた。

また、動物プランクトンにおいては、消化管内へのグラフェンの取り込みが認められたものの、急性毒性は観察されなかった。しかし、酸化ストレス指標であるカタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ活性の増加および過酸化脂質の増加が0.1～1 mg/Lで認められた。

ゼブラフィッシュを用いた酸化グラフェンの毒性試験の結果、体内への取り込み、アポトーシスの増加、孵化の遅れおよび形態異常が認められた。

また活性汚泥を用いた酸化グラフェンの代謝試験においては、代謝活性の低下（≧10 mg/L）、バクテリア生存数の減少（≧50 mg/L）、生物化学的酸素要求量（BOD）低下（≧10 mg/L）、アンモニア除去能の低下（≧50 mg/L）およびリン酸除去能低下（≧200 mg/L）が認められ、また活性酸素生成の指標となるグルタチオン喪失（≧200 mg/L）も認められた。