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对更加健康和更加安全的 Nanomaterials 的 SNNI 的主动方法

斯科特a俄勒冈 Nanoscience 和微型工艺学学院的a,b F. Sweeney、詹姆斯a,c E. 哈奇森教授,罗伯特 Tanguaya,b
a
教授和 Bettye L.S. Maddux Safer 博士 Nanomaterials 和 Nanomanufacturing 主动性

b化学系,材料学学院,俄勒冈的大学
c环境和分子毒素学,俄勒冈州立大学
对应的作者: bmaddux@uoregon.edu

在以后五年, nanoenabled 产品的市场预计达一兆美元。 Nanomaterials 可能允许我们利用和存储与增加的效率的能源,诊断和对待病症和提供我们以答复给我们面对作为一个全球社团的许多重要挑战。 然而,尽管 nanoscience 可能传送的许多承诺,对这些材料的我们的了解和方法控制他们的结构/属性依然是细1

我们的能力综合明确定义的 (范围、形状,构成) nanomaterials,适当地剪裁他们的表面化学和去除杂质2继续是问题。 这些材料的充分的描述特性依然是富挑战性,虽然我们需要的工具经常不可用的3。 缺乏对明确定义的材料的存取迷惑了我们的能力准确地估计他们的属性,因而这个问题出现: 那些有趣电子属性是否是数量分娩的结果或,因为我们没有净化我们的材料? 另外,尽管在多种 nanomaterials 有毒的增加的发行,没有描述特性数据,关联 nanomaterials 健康影响、有毒和安全性与材料的基础物理属性是难的。

给出这些重大的挑战,重要研究领域是增加 nanomaterials 的安全性和有用性高效的 nanomanufacturing 的途径的发展。 合并绿色化学的原则与 nanoscience 是接受这些挑战并且允许能承受的纳米技术的负责的发展的一个关键途径。

更加安全的 Nanomaterials 和 Nanomanufacturing 主动性 (SNNI),在 2005年建立,增长在绿色化学和 nanoscience 外面合并十年前打算开发导致更加绿色和更加安全的 nanomaterials 的更加高效的 nanomanufacturing 的进程。 SNNI 表示在俄勒冈 Nanoscience 之间的一家合伙企业,并且微型工艺学设立 (ONAMI)和空军研究实验室,并且带来 30 位高级研究员 (化学家、生物学家、材料科学家、物理学家和工程师) 保证 nanoscience 成熟一个能承受,负责的方式。

SNNI 研究员得以进入对浩大的一些的共享用户设施和实验室在 ONAMI 间在俄勒冈州立大学、俄勒冈的大学,波特兰州立大学和和平的西北国家实验室。 这些设施提供准许行业和学术 SNNI 研究员实现主动性目标的先进的评定和制造服务。

SNNI 内作早期工作在的一定数量的途径开始提供我们对 nanomaterials 的健康与安全涵义的更加极大的了解。 一个示例是在化学家俄勒冈的大学的和生物学家之间的学科协作俄勒冈带来精确度与他们的生物影响的详细调查的纳米颗粒综合的州立大学的。

哈奇森组的研究员在俄勒冈的大学开发了被分析的, functionalized nanoparticles 不同的图书馆综合的更加绿色的途径。 使用配合基替换方法,通过采用绿色化学的原则,他们能极大增加产量,明示对 nanoparticles 的核心直径的完全控制,并且,剪裁表面 functionalization。 向显示的哈奇森组进一步使用渗滤, nanoparticles 纯度可以调整2。 通过这些的组合处理,核心直径,表面化学的作用,并且在金 nanoparticles 毒理学属性的纯度可以被学习一个全面方式。

俄勒冈州立大学的 SNNI 研究员开发了一个迅速处理量,描述的 nanomaterials 的作用活体内系统对使用胚胎 zebrafish 的脊椎动物的发展。 胚胎 zebrafish 是一个理想的平台由于他们的迅速发展,存取对大样本大小和由于他们的与更高的脊椎动物的分子,蜂窝电话和生理同源。

此精妙地敏感平台允许 nanomaterial 交往和发生的回应的评估在性能上,形态,蜂窝电话和基因级别。 使用此系统,我们发现核心大小、表面 functionalization 和纯度影响 nanoparticles 生物回应4。 与被充电的顶头组的 Functionalized nanoparticles 比那些导致了更加相反的回应与中立配合基。 除范围和表面化学之外,也发现增加的不纯度影响了生物回应。

当这些数据独自时地是有趣,他们提供的功能更加是。 由于我们可以建立范围、化学和有毒之间的这些复杂关系,我们可以开始开发 nanoparticles 的设计规律保证我们利用有趣电子,并且这些 nanoparticles 提供的光学性能,当使这些材料减到最小时的潜伏风险1。 令人激动是这个情况此途径可以被运用于实际上 nanomaterials 任何选件类,并且我们能学习金属 nanoparticles、金属氧化物 nanoparticles 以及球碳的其他类型。

采用积极,学科和合作途径为认识到纳米技术承诺将是重要的,当使潜在的健康和环境危险减到最小时。 当 nanomaterials 倾向于是高度复杂的时,此复杂聘用惊人地可调的属性。 通过利用对 nanoscale 描述特性的创新途径和关联此与有毒数据,我们可以发展强大的结构活动关系,并且 nanomaterials 设计规律。 这些规律,我们可以开始利用 nanomaterials 承诺一个负责的方式一个 nanoenabled 远期。


参考

1. 哈奇森, J.E. (2008) 更加绿色的 Nanoscience : 对纳米技术, ACS 纳诺 2, 395-402 的提前的应用和减少涵义的一个主动方法。
2. Sweeney、 S.F., Woehrle、 G.H. 和哈奇森、 J.E. (金子 Nanoparticles 的 2006) 迅速洗净和粒析通过渗滤,美国化学会 128, 3190-3197 日记帐。
3. Richman、 E.K. 和哈奇森, J.E. (2009) Nanomaterial 描述特性瓶颈, ACS 纳诺 3, 2441-2446。
4. 竖琴师、 S.、 Usenko、 C.、哈奇森、 J.E., Maddux、 B.L.S. 和 Tanguay、 R.L. (2008) 活体内 biodistribution 和有毒依靠 nanomaterial 结构、范围、表面 functionalisation 和途径的风险,实验 Nanoscience 3, 195 - 206 日记帐。

版权 AZoNano.com, Bettye L.S. Maddux 博士 (更加安全的 Nanomaterials 和 Nanomanufacturing 主动性 (SNNI))

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

Last Update: 13. June 2013 22:59

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