L'Approccio Dinamico di SNNI ai Nanomaterials Più Sani e Più Sicuri

Scott F. Sweeneya, il Professor James E. Hutchisona,b, il Professor Robert Tanguaya,c e Nanomaterials di Dott. Bettye L.S.a,b
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Maddux Safer ed Iniziativa di Nanomanufacturing all'Oregon Nanoscience ed all'Istituto di Microtecnologie

bDipartimento di Chimica, Istituto di Scienza dei Materiali, Università di Oregon
cTossicologia Ambientale e Molecolare, Oregon State University
Autore Corrispondente: bmaddux@uoregon.edu

Durante i cinque anni futuri, il servizio per i prodotti nanoenabled si pensa che completi i trilione dollari. I Nanomaterials possono permettere che noi sfruttiamo e memorizziamo l'energia con risparmio di temi aumentato, diagnostichiamo e trattiamo le malattie e ci forniamo le risposte a molte delle sfide importanti affrontiamo come società globale. Tuttavia, malgrado le molte promesse sopra cui il nanoscience può consegnare, la nostra comprensione di questi materiali ed i mezzi gestire le loro strutture/beni rimangono tenui che1.

La Nostra capacità di sintetizzare (dimensione, forma, composizione) i nanomaterials ben definiti, di adattare giustamente la loro chimica di superficie e di rimuovere le impurità2 continua ad essere un'emissione. La caratterizzazione Completa di questi materiali rimane per quanto gli strumenti che abbiamo bisogno di non siano spesso provocatori disponibili3. La Mancanza di accesso ai materiali ben definiti ha confuso la nostra capacità di valutare esattamente i loro beni, così la domanda si pone: Sono quei beni elettronici interessanti il risultato di relegazione di quantum o perché non abbiamo depurato i nostri materiali? Inoltre, malgrado il numero crescente delle pubblicazioni sulla tossicità di vari nanomaterials, senza dati di caratterizzazione, è difficile da correlare gli impatti, la tossicità e la sicurezza di salubrità dei nanomaterials con le proprietà fisiche di fondo dei materiali.

Dato questi le sfide significative, una zona critica della ricerca è lo sviluppo degli approcci nanomanufacturing efficienti che aumentano sia la sicurezza che l'utilizzabilità dei nanomaterials. Fondendo i principi di chimica verde con il nanoscience è un approccio chiave che incontra queste sfide e permette lo sviluppo responsabile delle nanotecnologie sostenibili.

I Nanomaterials e l'Iniziativa Più Sicuri di Nanomanufacturing (SNNI), fondata nel 2005, si sono sviluppati da una fusione di chimica e del nanoscience verdi una decade fa con lo scopo di sviluppare i trattamenti nanomanufacturing più efficienti che piombo ai nanomaterials più verdi e più sicuri. SNNI rappresenta un'associazione fra l'Oregon Nanoscience e le Microtecnologie Istituiscono (ONAMI) ed il Laboratorio Di Ricerca Dell'Aeronautica e riunisce oltre 30 ricercatori più importanti (chimici, biologi, scienziati dei materiali, fisici ed ingegneri) per assicurarsi che il nanoscience maturi ad un modo sostenibile e responsabile.

I ricercatori di SNNI hanno accesso ad una vasta schiera degli impianti e dei laboratori dell'dividere-utente attraverso ONAMI all'Oregon State University, all'Università di Oregon, alla Portland State University ed al Laboratorio Nazionale Di Nord-ovest Pacifico. Questi impianti forniscono i servizi avanzati di montaggio e di misura che concedono ricercatori industriali e accademici di SNNI incontrare gli scopi di iniziative.

Una serie di approcci pionieristici a all'interno di SNNI stanno cominciando ad offrirci una maggior comprensione delle implicazioni di sanità e sicurezza dei nanomaterials. Un esempio è una collaborazione interdisciplinare fra i chimici all'Università di Oregon ed i biologi all'Oregon State University che riunisce la sintesi di nanoparticella di precisione con indagine dettagliata sui loro impatti biologici.

I Ricercatori nel gruppo di Hutchison all'Università di Oregon hanno sviluppato gli approcci più verdi per la sintesi di diverse librerie delle nanoparticelle ben-caratterizzate e functionalized. Adottando i principi di chimica verde, hanno potuti aumentare significativamente i rendimenti, asseriscono il controllo totale sopra il diametro di memoria delle nanoparticelle e, facendo uso dei metodi di scambio del legante, adattano il functionalization di superficie. Il più ancora del gruppo di Hutchison indicato che la purezza delle nanoparticelle può essere sintonizzata facendo uso della diafiltrazione2. Con la combinazione di questi approcci, gli effetti del diametro di memoria, la chimica di superficie e la purezza sui beni tossicologici delle nanoparticelle dell'oro possono essere studiati ad un modo completo.

I ricercatori di SNNI all'Oregon State University hanno sviluppato una capacità di lavorazione rapida, in vivo sistema per la delineazione degli effetti dei nanomaterials sullo sviluppo vertebrato facendo uso degli zebrafish embrionali. Gli zebrafish Embrionali sono una piattaforma ideale dovuto il loro sviluppo rapido, accesso alle grandi dimensioni del campione ed a causa della loro omologia molecolare, cellulare e fisiologica con gli più alti vertebrati.

Questa piattaforma squisito sensibile tiene conto la valutazione delle interazioni del nanomaterial e delle risposte risultanti ai livelli comportamentistici, morfologici, cellulari e genetici. Facendo Uso di questo sistema, abbiamo trovato che il functionalization di superficie, di capacità di memoria e la purezza hanno influenzato le risposte biologiche delle nanoparticelle4. Le nanoparticelle di Functionalized con i gruppi capi fatti pagare hanno prodotto le risposte più avverse che quelli con i leganti neutrali. Oltre alla dimensione ed alla chimica della superficie, egualmente è stato trovato che i livelli di impurità aumentati hanno urtato le risposte biologiche.

Mentre questi dati sono interessanti da sè, le capacità che forniscono sono ancor più. Poiché possiamo stabilire queste relazioni complesse fra la dimensione, la chimica e la tossicità, possiamo cominciare a sviluppare le norme di progettazione affinchè le nanoparticelle ci assicuriamo che approfittiamo dell'elettronico interessante e beni che ottici queste nanoparticelle forniscono, mentre minimizzando i rischi potenziali di questi materiali1. Ancor più emozionante è il fatto che questo approccio può applicarsi a virtualmente qualunque classe di nanomaterials ed abbiamo potuti studiare altri tipi di nanoparticelle del metallo, di nanoparticelle dell'ossido di metallo come pure di fullerenes.

Adottando un dinamico, l'approccio interdisciplinare e di collaborazione sarà critico per la realizzazione della promessa di nanotecnologia mentre minimizza la salubrità potenziale ed i rischi ambientali. Mentre i nanomaterials tendono ad essere altamente complessi, beni stupefacente musicali di offerte di questa complessità. Approfittando degli approcci innovatori alla caratterizzazione del nanoscale e correlando questo con i dati della tossicità, possiamo sviluppare le relazioni potenti di attività della struttura ed i nanomaterials progettano le norme. Con queste norme, possiamo cominciare a sfruttare la promessa dei nanomaterials ad un modo responsabile per un futuro nanoenabled.


Riferimenti

1. Hutchison, J.E. (2008) Nanoscience Più Verdi: Un Approccio Dinamico alle Applicazioni ed alle Implicazioni d'Avanzamento di Diminuzione di Nanotecnologia, ACS 2 Nani, 395-402.
2. Sweeney, S.F., Woehrle, G.H. e Hutchison, Depurazione del J.E. (2006) e Separazioni di Dimensione Rapide di Nanoparticelle via Diafiltrazione, Giornale dell'Oro della Società di Prodotto Chimico Americano 128, 3190-3197.
3. Richman, E.K. e Hutchison, J.E. (2009) Il Grave Ostacolo di Caratterizzazione del Nanomaterial, ACS 3 Nani, 2441-2446.
4. Harper, lo S., Usenko, il C., Hutchison, il J.E., Maddux, il B.L.S. e Tanguay, la distribuzione biologica e la tossicità del R L. (2008) In vivo dipende dalla composizione del nanomaterial, dalla dimensione, dal functionalisation di superficie e dall'itinerario dell'esposizione, Giornale di Nanoscience 3 Sperimentale, 195 - 206.

Copyright AZoNano.com, Dott. Bettye L.S. Maddux (I Nanomaterials e l'Iniziativa Più Sicuri di Nanomanufacturing (SNNI))

Date Added: Dec 20, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:17

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