그래핀(Graphene)의 상업화가 계속적으로 진행되면서 그래핀의 안전성 연구에 대한 중요도도 함께 증가하고 있다. 이러한 배경 하에 Graphene Flagship 프로젝트는 그래핀 및 관련 소재가 인체 및 환경에 미치는 영향을 연구하기 위해 시행되었다. 그래핀은 설계상의 안전성 확보를 통해 혁신의 핵심부분이 될 수 있을 것으로 전망된다.

현재 기업 및 연구소들은 레이어드 그래핀(layed graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 및 헤태로 구조(heterostructures)등과 같은 다양한 소재를 사용하고 있다. 이 같은 소재들을 완벽하게 특성화 하는 것은 그래핀의 독성화 평가를 위한 첫 번째 단계다. 이러한 연구는 신소재의 생산 및 특성화 방법을 개괄하며 어떠한 생물학적 영향이 신소재의 내재적 특성에 의해 발현되는지 탐색을 가능하게 한다.

Graphene Flagship 프로젝트 스웨덴 파트너이자 논문의 저자인 Bengt Fadeel 박사는 “그래핀 소재군이 다양한 특성을 가지기 때문에 다양한 생물학적 효과를 가질 수 있다. 특성화된 그래핀 기반 소재에 대한 체계적 분석뿐만 아니라 안전성 평가를 위해 표준화된 체외(in vitro)및 체내(in vivo) 분석법을 준수하는 것 또한 중요하다.”고 설명했다. Graphene Flagship 프랑스 파트너인 CNRS소속 과학자인 Alberto Bianco박사는 “본 연구는 그래핀 및 관련 물질의 물리화학적 특성과 생물학적 영향 간의 상관관계를 밝히고 있다. 측면지수, 레이어 개수 및 탄소 대 산소 비율(carbon-to-oxygen ratio)을 기반으로 분류하면 그래핀의 독성을 변화시킬 수 있는 매개 변수에 대한 설명이 가능해진다. 이는 향후 이러한 소재의 개발 및 사용을 위한 새로운 방향성을 제시할 수 있을 것으로 보인다.”고 덧붙였다.

본 논문은 그래핀의 인체 및 환경 영향에 대한 포괄적인 개요를 제공하며, 그래핀 기반 물질과 면역계, 피부, 폐, 심혈관 계통, 위장 계통, 중추신경계 및 생식계 등 주요 표적 기관과의 잠재적인 상호작용에 중점을 두고 있다. 또한 연구에는 박테리아, 조류, 식물, 척추 및 무척추 동물을 비롯한 다양한 생물체를 포함한다.

Fadeel 박사는 “탄소 나노 튜브와 같은 탄소 기반 물질에 관한 이전 연구에서는 본 연구와 유사한 결론을 도출할 수 없었으며, 이를 통해 그래핀의 특성에 대해 추론이 가능했다. 그래핀 기반 소재는 탄소 나노튜브에 비해 세포 독성이 적으며 그래핀 옥사이드는 면역계의 세포에 의해 쉽게 분해가 가능하다”고 설명했다. Graphene Flagship 프로젝트의 과학기술책임자이자 관리위원회 위원장인 Andrea C. Ferrari박사는 “그래핀 및 관련 소재의 인체 및 환경에 대한 잠재적 영향에 대한 이해는 Graphene Flagship 프로젝트의 핵심 목표다. 이번 프로젝트는 혁신 및 기술 분야에 그래핀 소재가 광범위하게 활용될 수 있도록 그래핀의 안전한 사용에 관한 지침을 제공한다”고 설명했다.