より健全で、より安全な Nanomaterials への SNNI の予防的なアプローチ

オレゴン Nanosciencea および Microtechnologies の協会のロバートa,b Tanguay ジェームス E. Hutchisona,c スコット F. Sweeney、教授、a,b
a
教授および Bettye L.S. Maddux Safer 先生の Nanomaterials および Nanomanufacturing のイニシアチブ

b化学、物質科学の協会、オレゴンの大学の部門
c環境および分子毒物学、オレゴンの州立大学
対応する著者: bmaddux@uoregon.edu

次の 5 年では兆ドルを越えると、 nanoenabled 製品のための市場は期待されます。 Nanomaterials は私達が利用し、高められた効率のエネルギーを保存し、診断し、病気を扱い、私達が全体的な社会として直面する重要な挑戦の多数に答えを私達に与えることを可能にするかもしれません。 しかし、構造/特性を制御する nanoscience が渡すかもしれない多くの約束にもかかわらずこれらの材料の私達の理解および方法は薄く残ります1

明示されている (サイズ、形、構成) nanomaterials を総合し、表面化学を適切に合わせ、不純物を除去する私達の機能は2問題であり続けます。 これらの材料の完全な性格描写は使用できる頻繁に挑戦的ではない私達が必要とするツールは残ります3。 明示されている材料へのアクセスの欠乏は正確に特性を査定する私達の機能を混同しました従って質問は起こります: 私達が私達の材料を浄化しなかったのでそれらの興味深い電子特性は量の拘束の結果またはですか。 さらに、さまざまな nanomaterials の毒性の増加する出版物にもかかわらず、性格描写データのない、材料の根本的な物理的性質に nanomaterials の健康の影響、毒性および安全を関連させることは困難です。

これらに重要な挑戦を与えられて、重大な研究分野は nanomaterials の安全そして実用性を両方高める効率的な nanomanufacturing アプローチの開発です。 nanoscience と緑化学の原則をマージすることはこれらの挑戦を受け、支持できるナノテクノロジーの責任がある開発を可能にする主要近接路です。

2005 年に創設された Nanomanufacturing のより安全な Nanomaterials およびイニシアチブ (SNNI) は緑化学および nanoscience の合併から緑およびより安全な nanomaterials に導くより効率的な nanomanufacturing プロセスの開発の目的の前にディケイド育ちました。 SNNI はオレゴン Nanoscience 間のパートナーシップを表し、 Microtechnologies は 30 人の (ONAMI)上の研究者 (化学者、生物学者、材料の科学者、物理学者およびエンジニア) に空軍研究所設け、 nanoscience が支持できる、責任がある方法で成熟することを保障するためにひとつにまとめます。

SNNI の研究者にオレゴンのオレゴンの州立大学、大学、ポートランド州立大学および太平洋の北西国立研究所で ONAMI を渡る共有ユーザーの機能そして実験室の広大なアレイへのアクセスがあります。 これらの機能はイニシアチブの目的を達成することを産業および学術 SNNI の研究者割り当てる高度の測定および製造サービスを提供します。

SNNI の内で開拓されるいくつかのアプローチは私達に nanomaterials の保健及び安全性の含意のより大きい理解を提供し始めています。 1 つの例はオレゴンの大学の化学者と彼らの生物的影響の詳しい調査を用いる精密 nanoparticle の統合をひとつにまとめるオレゴンの州立大学の生物学者間の学際的な共同です。

オレゴンの大学の Hutchison のグループの研究者は十分特徴付けられた、 functionalized nanoparticles の多様なライブラリの統合のための緑のアプローチを開発しました。 緑化学の原則の採用によって、かなり収穫を増加でき、配位子交換方法を使用して、 nanoparticles の棒径の完全な制御を主張し、そして表面の functionalization を合わせます。 nanoparticles の純度が diafiltration を使用して調整することができることを示されている Hutchison のグループのそれ以上2。 これらの組合せによって、棒径、表面化学の効果近づき、金の nanoparticles の毒性学の特性の純度は広範囲の方法で調査することができます。

オレゴンの州立大学の SNNI の研究者は急速なスループット、萌芽期の zebrafish を使用して脊椎動物の開発に対する nanomaterials の効果の輪郭を描くための生体内のシステムを開発しました。 萌芽期の zebrafish は急速な開発に、大きいサンプルの大きさへのそしてより高い脊椎動物との分子のよる、理想的なプラットホーム細胞および生理学的な相同のためにアクセスです。

この絶妙に敏感なプラットホームは行動、形態学上の、細胞および遺伝のレベルで nanomaterial の相互作用および生じる応答の評価を可能にします。 このシステムを使用して、私達はコアサイズ、表面の functionalization および純度が nanoparticles の生物的応答に影響を及ぼしたことが分りました4。 満たされたヘッドグループが付いている Functionalized の nanoparticles は中立配位子とのそれらより不利な応答を作り出しました。 サイズおよび表面化学に加えて、増加された不純物レベルが生物的応答に影響を与えたことがまた分られました。

これらのデータが自分自身で興味深い間、提供する機能は尚更あります。 私達がサイズ、化学および毒性間のこれらの複雑な関係を確立してもいいので私達はこれらの材料の潜在的な危険を最小化している間、私達が興味深い電子を利用するこれらの nanoparticles が提供する光学的性質ことを保障するために nanoparticles のためのデザイン規則を開発し始めてもいく1。 より刺激してこのアプローチが nanomaterials の事実上あらゆるクラスに適用することができる私達は他のタイプの金属の nanoparticles、金属酸化物の nanoparticles、またずっとフラーレンを調査できますという事実はであり。

予防的の採用して、学際的な、共同のアプローチは潜在的な健康および環境リスクを最小化している間ナノテクノロジーの約束を実現するために重大です。 nanomaterials が非常に複雑でありがちである間、この複雑さの提供の非常に調整可能な特性。 nanoscale の性格描写への革新的なアプローチを利用し、毒性データにこれを関連させることによって、私達は強力な構造の作業関係を開発してもいく、 nanomaterials は規則を設計します。 これらの規則を使うと、私達は nanoenabled 未来の責任がある方法の nanomaterials の約束を利用し始めてもいいです。


参照

1. Hutchison、 J.E. (2008 年の) 緑の Nanoscience: ナノテクノロジー、 ACS Nano 2、 395-402 の前進アプリケーションそして減少の含意への予防的なアプローチ。
2. Sweeney、 S.F.、 Woehrle、 G.H.、および Diafiltration、アメリカ化学会 128、 3190-3197 のジャーナルによる金 Nanoparticles の Hutchison、 J.E. の (2006 年の) 急速な浄化およびサイズ分離。
3. Richman、 E.K.、および Hutchison、 J.E. (2009 年) Nanomaterial の性格描写のネック、 ACS Nano 3、 2441-2446。
4. ハープ奏者、 S.、 Usenko、 C.、 Hutchison、 J.E.、 Maddux、 B.L.S.、および Tanguay、 R.L. の (2008 年の) 生体内の biodistribution および毒性は露出の nanomaterial の構成、サイズ、表面の functionalisation およびルート、実験 Nanoscience 3、 195 - 206 のジャーナルによって決まります。

、版権 AZoNano.com Bettye L.S. Maddux 先生 (Nanomanufacturing のより安全な Nanomaterials およびイニシアチブ (SNNI))

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

Last Update: 13. June 2013 23:20

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