Online bibliotek af egenskaber hjælper med at skabe sikrere nanomaterialer

Forskere har udviklet et 'bibliotek af egenskaber' for at hjælpe med at identificere miljøpåvirkningen af ​​nanomaterialer hurtigere og mere omkostningseffektivt.

Mens nanomaterialer har gavnet en lang række industrier og revolutioneret hverdagen, der er bekymringer over potentielle negative virkninger - herunder toksiske virkninger efter ophobning i forskellige organer og indirekte virkninger fra transport af co-forurenende stoffer.

Det EU H2020-finansierede NanoSolveIT-projekt er ved at udvikle en banebrydende computerbaseret integreret tilgang til test og vurdering (IATA) til miljømæssig sundhed og sikkerhed for nanomaterialer.

I løbet af de sidste to år, forskere fra University of Birmingham har arbejdet med eksperter hos NovaMechanics, i Nicosia, Cypern skal udvikle et beslutningsstøttesystem i form af både selvstændig åben software og en Cloud-platform.

Holdet har udviklet et frit tilgængeligt skybibliotek, der indeholder fuld fysisk-kemisk karakterisering af 69 nanomaterialer, plus beregnede molekylære deskriptorer for at øge værdien af ​​den tilgængelige information, detaljer om hvilke offentliggøres i NanoImpact .

Professor Iseult Lynch, fra University of Birmingham sagde, at "en af ​​begrænsningerne for udbredt anvendelse af computerbaserede tilgange er manglen på store velorganiserede datasæt af høj kvalitet, eller af data med tilstrækkelige metadata, der vil tillade datasæt interoperabilitet og deres kombination til at skabe større datasæt."

"Gør biblioteket af beregnede og eksperimentelle deskriptorer tilgængeligt for fællesskabet, sammen med den detaljerede beskrivelse af, hvordan de blev beregnet, er et vigtigt første skridt mod at udfylde dette datagap."

Udvikling af det skybaserede nanomaterialebibliotek er den femte frit tilgængelige webbaserede applikation, som projektet har leveret.

Antreas afantitis, fra NovaMechanics, kommenterede, at "i løbet af de sidste to år, dette projekt har allerede præsenteret nogle meget imponerende resultater med mere end 30 publikationer, gør NanoSolveIT til et af de mest aktive projekter inden for nanomaterialesikkerhed og informatik."

Bekymringer om nanomaterialer opstår også, da risikovurderingen halter bagefter produktudviklingen, hovedsagelig fordi de nuværende tilgange til vurdering af eksponering, fare og risiko er dyre og tidskrævende, og involverer ofte test i dyremodeller. NanoSolveIT-projektet stræber efter at løse disse udfordringer.

Den seneste udvikling har til formål at berige vores viden om nanomaterialers egenskaber og sammenhængen fra ejendom til (cytotoksisk) effekt. Det berigede datasæt indeholder over 70 deskriptorer pr. nanomateriale.

Datasættet blev brugt til at udvikle en computerbaseret arbejdsgang til at forudsige nanomaterialers effektive overfladeladning (zeta-potentiale) baseret på et sæt deskriptorer, der kan bruges til at hjælpe med at designe og producere sikrere og mere funktionelle nanomaterialer.

Den resulterende prædiktive read-across-model er blevet gjort offentligt og frit tilgængelig som en webservice gennem Horizon 2020 (H2020) NanoCommons-projektet og via H2020 NanoSolveIT Cloud Platform for at sikre tilgængelighed for fællesskabet og interesserede interessenter.

Ud over, det fulde datasæt, klar til yderligere beregningsmodellering, er tilgængelig via NanoPharos-databasen, da projektkonsortiet understøtter FAIR-dataprincipperne – forpligter sig til at gøre dets data Findbare, Tilgængelig, Interoperabel og genbrugelig.