En nytænkt fremtid for bæredygtige nanomaterialer

Konstruerede nanomaterialer har et stort løfte om medicin, elektronik, vandbehandling, og andre felter. Men når materialerne er designet uden kritisk information om miljøpåvirkninger i starten af ​​processen, deres langsigtede virkninger kan underminere disse fremskridt. Et Yale-ledet team af forskere håber at ændre det.

I en undersøgelse offentliggjort 30. april i Naturnanoteknologi , Yale -forskere skitserer en strategi for at give materialedesignere de værktøjer, de har brug for til at foretage de nødvendige vurderinger effektivt og i begyndelsen af ​​designprocessen.

Ingeniører fokuserer traditionelt på deres produkters funktion og pris. Uden information til at overveje langsigtede miljøpåvirkninger, selvom, det er svært at forudsige bivirkninger, sagde forskerne, og at mangel på information betyder, at utilsigtede konsekvenser ofte går ubemærket hen, længe efter at produktet er blevet kommercialiseret. Dette kan føre til hurtigt at udskifte materialet med et andet, der viser sig at have lige så dårligt, eller endnu værre, effekter, de bemærker, tilføjer, at det at have oplysninger om materialeregenskaber i starten af ​​designprocessen kan ændre dette mønster.

"Som forsker, hvis jeg har begrænsede ressourcer til forskning og udvikling, Jeg vil ikke bruge det på noget, der ikke vil være levedygtigt på grund af dets virkninger på menneskers sundhed, "sagde Julie Zimmerman, professor i kemi- og miljøteknik og med-seniorforfatter af undersøgelsen. "Jeg vil vide det nu, før jeg udvikler det produkt. "

Til det formål, forskerne har udviklet en database, der fungerer som et screeningsværktøj til miljømæssigt bæredygtigt materialevalg. Det er et diagram, der viser nanomaterialer og vurderer hver for egenskaber som størrelse, form, og sådanne egenskaber som toksicitet og antimikrobiel aktivitet. Mark Falinski, en ph.d. studerende og hovedforfatter af undersøgelsen, sagde, at disse oplysninger ville give forskere mulighed for at afveje materialets forskellige effekter, før de rent faktisk udvikler det.

"For eksempel, hvis jeg vil lave en god antimikrobiel sølv -nanopartikel, og jeg vil have den til at kræve mindst mulig energi for at lave den, Jeg kunne se på denne materialevalgstrategi, " han sagde.

Databasen er også designet til at give forskere mulighed for at indtaste deres data og gøre diagrammet mere robust. Forskerne sagde, at projektet er en opfordring til handling til både miljø- og materialeforskere om at udvikle de data, der er nødvendige for at støtte bæredygtige designvalg.

Desiree Plata, John J. Lee assisterende professor i kemi og miljøteknik og medforfatter, sagde, at de vil give ingeniører midlerne til at undgå utilsigtede konsekvenser, når de opretter materialer.

"Jeg tror, ​​at ingeniører i alle kategorier er sultne efter denne type information, "sagde hun." De vil bygge materialer, der løser store kriser i vores tid, som adgang til mad og vand og bæredygtig energi. Problemet er, at de ikke kan vurdere bæredygtigheden på en hurtig og nem måde. Artiklen, der blev offentliggjort i dag, søger at overvinde denne udfordring og bane vejen for bæredygtige nanoteknologier. "