多壁碳纳米管、石墨烯、石墨纳米片和低表面炭黑的吸入毒性比较( Comparative inhalation toxicity of multi-wall carbon nanotubes, graphene, graphite nanoplatelets and low surface carbon black )

MH Lan V Strauss S Treumann K Küttler… Inhalation toxicity Graphene Multi-wall carbon nanotubes Graphite nanoplatelets Carbon black

碳纳米管、石墨烯、石墨纳米片和炭黑是化学上完全相同的碳基纳米材料，具有广泛的技术应用。碳纳米管和炭黑具有不同的吸入毒性，而石墨烯和石墨纳米血小板知之甚少。为了比较上述碳基纳米材料的吸入毒性，雄性Wistar大鼠连续5天，每天6h暴露于各自材料的大气中。多壁碳纳米管的目标浓度为0.1、0.5或2.5mg/m3，石墨烯、石墨纳米片和低表面炭黑的目标浓度为0.5、2.5或10mg/m3。在暴露结束后和恢复三周后，使用支气管肺泡灌洗液和整个呼吸道的显微镜检查来确定毒性。吸入10mg/m3石墨纳米血小板或相对较低比表面积的炭黑后，未观察到不良反应。在多壁碳纳米管和石墨烯暴露浓度分别为0.5mg/m3和10mg/m3时，表明炎症过程的灌洗标记物开始增加。与灌洗液的变化一致，在2.5mg/m3多壁碳纳米管和10mg/m3石墨烯下观察到微肉芽肿。为了评估肺的容积负荷作为毒性驱动的关键参数，考虑不同的方法确定团聚体密度，计算了沉积粒子体积。然而，计算的体积负荷与毒性无关，肺的颗粒表面负荷也不相关。所研究的碳基材料的吸入毒性很可能是几个参数的复杂相互作用。在确定决定毒性的特性之前，通过短期吸入进行测试是确定危险特性的最佳选择，以避免不安全的应用或为特定应用选择更安全的替代品。

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