Engineered nanomaterialen zijn veelbelovend voor medicijnen, elektronica, water behandeling, en andere velden. Maar wanneer de materialen worden ontworpen zonder kritische informatie over de milieueffecten aan het begin van het proces, hun langetermijneffecten zouden die vooruitgang kunnen ondermijnen. Een door Yale geleid team van onderzoekers hoopt daar verandering in te brengen.

In een studie gepubliceerd op 30 april in Natuur Nanotechnologie , Yale-onderzoekers schetsen een strategie om materiaalontwerpers de tools te geven die ze nodig hebben om de nodige beoordelingen efficiënt en aan het begin van het ontwerpproces te maken.

Ingenieurs richten zich traditioneel op de functie en kosten van hun producten. Zonder de informatie om milieueffecten op lange termijn te overwegen, Hoewel, bijwerkingen zijn moeilijk te voorspellen, zeiden de onderzoekers, en dat gebrek aan informatie betekent dat onbedoelde gevolgen vaak onopgemerkt blijven tot lang nadat het product op de markt is gebracht. Dit kan ertoe leiden dat het materiaal haastig wordt vervangen door een ander materiaal dat even slecht blijkt te zijn, of nog erger, Effecten, zij merken op, eraan toevoegend dat informatie over materiaaleigenschappen aan het begin van het ontwerpproces dat patroon zou kunnen veranderen.

"Als onderzoeker als ik beperkte middelen heb voor onderzoek en ontwikkeling, Ik wil het niet uitgeven aan iets dat niet levensvatbaar zal zijn vanwege de effecten op de menselijke gezondheid, " zei Julie Zimmerman, hoogleraar chemische en milieutechniek en co-senior auteur van de studie. "Ik wil nu weten, voordat ik dat product ontwikkel."

Daartoe, de onderzoekers hebben een database ontwikkeld die dient als screeningsinstrument voor milieuvriendelijke materiaalkeuze. Het is een grafiek die nanomaterialen opsomt en elk beoordeelt op eigenschappen zoals grootte, vorm, en dergelijke prestatiekenmerken zoals toxiciteit en antimicrobiële activiteit. Mark Falinski, een doctoraat student en hoofdauteur van de studie, zei dat deze informatie onderzoekers in staat zou stellen de verschillende effecten van het materiaal af te wegen voordat het daadwerkelijk werd ontwikkeld.

"Bijvoorbeeld, als ik een goed antimicrobieel zilvernanodeeltje wil maken en ik wil dat het zo min mogelijk energie nodig heeft om het te maken, Ik zou naar deze materiaalkeuzestrategie kunnen kijken, " hij zei.

De database is ook ontworpen om onderzoekers in staat te stellen hun gegevens in te voeren en de grafiek robuuster te maken. De onderzoekers zeiden dat het project een oproep tot actie is voor zowel milieu- als materiaalonderzoekers om de gegevens te ontwikkelen die nodig zijn om duurzame ontwerpkeuzes te ondersteunen.

Désirée Plata, de John J. Lee Assistant Professor of Chemical and Environmental Engineering en co-senior auteur, zeiden dat ze ingenieurs de middelen willen geven om onbedoelde gevolgen te voorkomen bij het maken van materialen.

"Ik denk dat ingenieurs van alle categorieën hongerig zijn naar dit soort informatie, "zei ze. "Ze willen materialen bouwen die de grote crises van onze tijd oplossen, zoals toegang tot voedsel en water en duurzame energie. Het probleem is dat ze die duurzaamheid niet op een snelle en gemakkelijke manier kunnen beoordelen. Het artikel dat vandaag is gepubliceerd, probeert die uitdaging te overwinnen en de weg vrij te maken voor duurzame nanotechnologieën."