There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

De Pro-actieve Benadering van SNNI van Gezondere en Veiligere Nanomaterials

Scott F. Sweeneya, Professor James E. Hutchisona,b, Professor Robert Tanguaya,c en Dr. Bettye L.S. het Initiatiefa,b
a
Veiligere Nanomaterials en Nanomanufacturing van
Maddux bij Oregon Nanoscience en Microtechnologies Instituut

bAfdeling van Chemie, het Instituut van de Wetenschap van Materialen, Universiteit van Oregon
cHet Milieu en Moleculaire Toxicologie, de Universiteit van de Staat van Oregon
Overeenkomstige auteur: bmaddux@uoregon.edu

In de volgende vijf jaar, de markt voor producten zou moeten nanoenabled triljoen dollars bedekken. Nanomaterials kan ons toestaan om energie met verhoogde efficiency uit te rusten en op te slaan, ziekten te diagnostiseren en te behandelen en ons te voorzien van antwoorden aan veel van de belangrijke uitdagingen die wij als globale maatschappij hebben gestaan voor. Maar Toch ondanks de vele beloften waarop nanoscience kan leveren, blijven ons begrip van deze materialen en middelen om hun structuren/eigenschappen te controleren dun1.

Onze capaciteit om duidelijk omlijnde (grootte, vorm, samenstelling) nanomaterials geschikt samen te stellen, hun oppervlaktechemie te maken en onzuiverheden te verwijderen2 blijft een kwestie. De Volledige karakterisering van deze materialen blijft uitdagend aangezien de hulpmiddelen die wij vaak niet beschikbaar zijn hebben gewenst3. Het Gebrek aan toegang tot duidelijk omlijnde materialen heeft onze capaciteit verward hun eigenschappen nauwkeurig om te beoordelen, dus rijst de vraag: Zijn die interesserende elektronische eigenschappen het resultaat van quantumbeperking of omdat wij onze materialen niet zuiverden? Bovendien ondanks het groeiende aantal publicaties op giftigheid van diverse nanomaterials, zonder karakteriseringsgegevens, is het moeilijk om de de de gezondheidseffecten, giftigheid en veiligheid van nanomaterials met de onderliggende fysische eigenschappen van de materialen te correleren.

Gezien deze significante uitdagingen, is een kritiek onderzoeksgebied de ontwikkeling van efficiënte nanomanufacturing benaderingen die zowel de veiligheid als nut van nanomaterials verhogen. Het Samenvoegen van de principes van groene chemie met nanoscience is een zeer belangrijke benadering die deze uitdagingen ontmoet en verantwoordelijke ontwikkeling van duurzame nanotechnologie toestaat.

Het Veiligere die Initiatief Nanomaterials en Nanomanufacturing (SNNI), in 2005 wordt opgericht, kwam uit een fusie van groene chemie en nanoscience voort een decennium geleden met het doel om efficiëntere nanomanufacturing processen te ontwikkelen die tot groenere en veiligere nanomaterials leiden. SNNI vertegenwoordigt een vennootschap tussen Oregon Nanoscience en Microtechnologies Instituut (ONAMI) en het Laboratorium van het Onderzoek van de Luchtmacht, en brengt meer dan 30 hoogste onderzoekers (chemici, biologen, materialenwetenschappers, fysici en ingenieurs) samen om ervoor te zorgen dat nanoscience op een duurzame, verantwoordelijke manier rijpt.

De onderzoekers SNNI hebben toegang tot een enorme serie van delen-gebruikersfaciliteiten en laboratoria over ONAMI bij de Universiteit van de Staat van Oregon, de Universiteit van Oregon, de Universiteit van de Staat van Portland en het Vreedzame Nationale Laboratorium van het Noordwesten. Deze faciliteiten verlenen gevorderde meting en de vervaardigingsdiensten die industriële en academische onderzoekers SNNI toestaan om de initiatievendoelstellingen te ontmoeten.

Een aantal die benaderingen binnen SNNI de weg worden bereid beginnen ons een beter inzicht in de gezondheid en veiligheidsimplicaties van nanomaterials aan te bieden. Één voorbeeld is een interdisciplinaire samenwerking tussen chemici bij de Universiteit van Oregon en biologen bij de Universiteit van de Staat van Oregon die precisie nanoparticle synthese met gedetailleerd onderzoek van hun biologische effecten samenbrengt.

De Onderzoekers in Hutchison groeperen zich bij de Universiteit van Oregon hebben ontwikkeld groenere benaderingen voor de synthese van diverse bibliotheken van goed-gekenmerkt, functionalized nanoparticles. Door de principes van groene chemie goed te keuren, hebben zij opbrengsten kunnen beduidend verhogen, volledige controle over de kerndiameter van nanoparticles en, gebruikend ligand uitwisselingsmethodes, functionalization van de kleermakersoppervlakte beweren. De groep Hutchison toonde verder aan dat de zuiverheid van nanoparticles kan worden gestemd gebruikend diafiltratie2. Door de combinatie deze benaderingen, kunnen de gevolgen van kerndiameter, oppervlaktechemie en zuiverheid voor de toxicologische eigenschappen van goud nanoparticles op een uitvoerige manier worden bestudeerd.

De onderzoekers SNNI bij de Universiteit van de Staat van Oregon hebben een snelle productie ontwikkeld, systeem in vivo om de gevolgen te omlijnen van nanomaterials bij de gewervelde ontwikkeling gebruikend embryonale zebrafish. Embryonale zebrafish is een ideaal platform toe te schrijven aan hun snelle ontwikkeling, toegang tot grote steekproefgrootte en wegens hun moleculaire, cellulaire en fysiologische homologie met hogere gewervelde dieren.

Dit exquisitely gevoelige platform staat voor de evaluatie van nanomaterial interactie en resulterende reacties toe op de gedrags, morfologische, cellulaire en genetische niveaus. Gebruikend dit systeem, vonden wij dat de kerngrootte, oppervlaktefunctionalization en de zuiverheid de biologische reacties van nanoparticles beïnvloedden4. Functionalized nanoparticles met geladen hoofdgroepen veroorzaakte meer ongunstige reacties dan die met neutrale ligands. Naast grootte en oppervlaktechemie, vond men ook dat de verhoogde onzuiverheidsniveaus biologische reacties beïnvloedden.

Terwijl deze gegevens op hun interessant zijn, zelfs nog meer zijn de mogelijkheden die zij hebben verstrekt. Omdat wij dit complexe verband tussen grootte, chemie en giftigheid kunnen vestigen, kunnen wij beginnen ontwerpregels voor nanoparticles te ontwikkelen om ervoor te zorgen dat wij uit de interessante elektronische en optische eigenschappen voordeel halen deze nanoparticles, terwijl het minimaliseren van de potentiële risico's van deze materialen verstrekken1. Opwekkend is het feit dat deze benadering op vrijwel om het even welke klasse van nanomaterials kan worden toegepast, en wij hebben andere types van metaal nanoparticles, metaaloxide kunnen bestuderen nanoparticles evenals fullerenes.

Volgen van een pro-actieve, interdisciplinaire en samenwerkingsaanpak zal voor het realiseren van de belofte van nanotechnologie terwijl het minimaliseren van potentiële gezondheid en milieurisico's kritiek zijn. Terwijl nanomaterials hoogst complex neigen te zijn, biedt deze ingewikkeldheid ongelooflijk melodieuze eigenschappen aan. Door uit innovatieve benaderingen van nanoscalekarakterisering voordeel te halen en dit te correleren met giftigheidsgegevens, kunnen wij krachtige de verhoudingen en nanomaterialsontwerpregels van de structuuractiviteit ontwikkelen. Met deze regels, kunnen wij beginnen uitrustend de belofte van nanomaterials op een verantwoordelijke manier want a toekomst nanoenabled.


Verwijzingen

1. Hutchison, J.E. (2008) Groenere Nanoscience: Een Pro-actieve Benadering van het Vooruitgaan van Toepassingen en het Verminderen van Implicaties van Nanotechnologie, ACS Nano 2, 395-402.
2. Sweeney, S.F., Woehrle, G.H., en Hutchison, de de Snelle Reiniging van J.E. (2006) en Scheiding van de Grootte van Gouden Nanoparticles via Diafiltratie, Dagboek van de Amerikaanse Chemische Maatschappij 128, 3190-3197.
3. Richman, E.K., en Hutchison, J.E. (2009) het Knelpunt van de Karakterisering Nanomaterial, ACS Nano 3, 2441-2446.
4. Harper, S., Usenko, C., Hutchison, J.E., Maddux, B.L.S., en Tanguay biodistribution en giftigheid de In vivo, van R.L. (2008) hangen van nanomaterial samenstelling, grootte, oppervlaktefunctionalisation en route van blootstelling af, Dagboek van Experimentele Nanoscience 3, 195 - 206.

Copyright AZoNano.com, Dr. Bettye L.S. Maddux (het Veiligere Initiatief Nanomaterials en Nanomanufacturing (SNNI))

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

Last Update: 13. June 2013 23:06

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit