石墨烯真的防疫吗，导致肺部疾病吗？

~ 石墨烯以及氧化石墨烯是很昂贵的实验原料，以目前的技术而言，难以应用在量产的民用品中，更不要说耗材了。而导致肺部症状的所谓“石墨烯”，并不是真正意义的石墨烯，更有可能只是活性炭罢了。


孙亚飞
清华大学化学博士

最近十几年，石墨烯一直是材料学界的宠儿。这两年伴随着疫情的蔓延，有一些防疫用品竟也开始宣称使用了石墨烯原料，在市场上收获了不小的利润。

有意思的是，一度风光无限的石墨烯却也遭遇了滑铁卢，网络上出现了很多有关石墨烯口罩、石墨烯棉签会导致肺部疾病的传闻，并有人整理了氧化石墨烯（GO，石墨烯的衍生品）的各项罪状，大有一种秋后算账的架势。从内容上看，氧化石墨烯似乎已经被当成了生化武器。


图注：网传关于石墨烯的内容，氧化石墨烯似乎已经被当成了生化武器。

这些说法，从材料学的角度来说，可以说是漏洞百出。比如GO可能被5G频率激活，实际上就是无稽之谈，因为氧化石墨烯不是有机物，更不是具有生命功能的分子，它自然也就没有生物意义上的活性或非活性之说。甚至在列表中，本身就存在一些矛盾的说法，比如GO在口中会产生金属味，但是后面又说到它会导致味觉和嗅觉丧失。显然，这不过是某些无聊的人编写的笑话，讽刺那些把石墨烯或氧化石墨烯概念胡乱应用在各种领域的做法，只不过有些人把这些匪夷所思的说法当了真。

实际上，只需要反向思考这个问题就能明白这些说法有多荒谬——如果GO是一种化学武器，且同时具备这么多离奇的效果，那么投毒者有必要把它加工成棉签、口罩，甚至是花费九牛二虎之力，把它加入到疫苗之中吗？直接投在食物中，岂不是更简单？话说回来，我们来聊聊石墨烯是怎么和新冠疫情扯上关系的。

一、石墨烯是什么，它是怎么火起来的呢？

相信经过这么多年的宣传，很多人对石墨烯这个名词已经不陌生了，本质上它就是单层的石墨。

石墨是单纯由碳元素形成的一种晶体结构，生活中十分常见。例如铅笔芯，主要就是由石墨和黏土构成，石墨越多则笔芯越软，但写出来的字颜色却会更深。石墨之所以能够写字，主要就是因为它是片状结构，层与层之间很容易错位，在纸上摩擦的时候，就会留有痕迹。

每一片石墨都只有单层原子那么厚，因为化学性质类似于烯，便有了石墨烯的称号。这就意味着，哪怕厚度只有一毫米的石墨，它都是由多达上百万层石墨烯组成。

单层的石墨烯很不稳定，很容易团聚在一起，所以很久以来，并没有人相信真的可以获取这种物质。

2004年，英国曼彻斯特大学的科学家安德烈·海姆想出一种奇特而又简单的办法，把石墨放在两层胶带中间，通过撕胶带使石墨越来越薄的方式，居然第一次获得了石墨烯材料。凭着这个发明，他获得了2010年的诺贝尔物理学奖。

石墨烯一经问世，就因为它出色的性能吸引了材料学家的关注。例如它保留了石墨良好的导电性，但是因为只有单层原子那么厚，在超导性能方面极为突出。我国的天才科学家曹原在留学麻省理工学院期间，就以石墨烯为研究对象，深入探讨了超导的内在原理，连续发表多篇顶级期刊，震惊世界。

不过，纯粹的石墨烯应用起来比较困难，因为它没有活泼的化学基团。因此，一般的做法是将石墨烯用浓酸处理，使其成为氧化石墨烯，这样就可以和其他一些物质发生作用了。

尽管如此，石墨烯与氧化石墨烯还是没能走向民用品，因为它们的价格实在是太昂贵了，而且它的那些特殊性能，通常也不是民用品所需。至于市面上那些所谓的石墨烯产品，基本都是源于虚假宣传。

二、防疫用品里的“石墨烯”是怎么回事儿？

事情的起因，其实是因为加拿大卫生部的一项警告[1]。

2021年4月，加拿大卫生部称，一些人在佩戴了某口罩后，肺部出现症状，像是吸了猫毛一样不舒服。这些口罩都有个共同的特点，就是在口罩的包装上标有石墨烯（graphene）字样。研究发现，这些“石墨烯颗粒”会被肺部吸入。

相信很多人看到这里都会发现两个疑点：石墨烯为什么要被做成粉末放在口罩里？哪家口罩生产商这么土豪，竟能用石墨烯制作口罩？

其实这些问题也不难回答，只要找到加拿大相关文件的原文就可以了。

在这些资料中，赫然出现了如下内容：



翻译过来就是说，这些口罩是由中国山东某公司生产，标称含有“生物质石墨烯”。想不到居然成了我们出口给国外的产品，这多少有些令人意外。

这件事显然没有到此为止，因为我们还要追问，山东某公司是怎么生产的石墨烯口罩呢？

在该企业的官网上，不难找到关于生物质石墨烯的相关介绍，原来是用秸秆加工而成，但是产品图片中的这个黑色粉末，似乎有些不寻常。



图注：企业官网上的产品图片

继续查找该企业的专利技术，可以很容易找到这种生物质石墨烯的生产技术，倒是也有模有样。



只是仔细看过流程之后，就会令人感到好奇，这生产出来的到底是石墨烯呢，还是纳米级的活性炭呢？众所周知，活性炭也是碳元素的单质，本质上就是未能形成结晶的石墨，具有多孔结构。相比于制备难度很高的石墨烯而言，活性炭的制作并不困难。

进一步查询，还可以发现，早在2015年，这篇专利还存在疑问。简单归纳就是，参与发明的团队亲口承认，这一技术并不成熟[2]。

最后还有一点疑问，石墨烯固然性能优异，但是这些性能主要都是在电磁学和力学方面，它并不是抗菌能手，具有高吸附性的活性炭才是。

不恰当的命名方式，不成熟的制备技术，加上石墨烯口罩宣传的抗菌技术，都指向了同一个结论，就是这里的石墨烯，本质上就是一种更精细的活性炭。所谓的“石墨烯口罩”，原本就是一场乌龙，这也就难怪加拿大卫生部会调查出上述结果了。活性炭口罩在国内并不罕见，长期佩戴的确存在吸入颗粒的风险，因此，针对防疫需求，最简单的无纺布口罩反而更为合适。

总之，石墨烯以及氧化石墨烯是很昂贵的实验原料，以目前的技术而言，难以应用在量产的民用品中，更不要说耗材了。而导致肺部症状的所谓“石墨烯”，并不是真正意义的石墨烯，更有可能是活性炭而已。

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