對更加健康和更加安全的 Nanomaterials 的 SNNI 的主動方法

斯科特a俄勒岡 Nanoscience 和微型工藝學學院的a,b F. Sweeney、詹姆斯a,c E. 哈奇森教授,羅伯特 Tanguaya,b
a
教授和 Bettye L.S. Maddux Safer 博士 Nanomaterials 和 Nanomanufacturing 主動性

b化學系,材料學學院,俄勒岡的大學
c環境和分子毒素學,俄勒岡州立大學
對應的作者: bmaddux@uoregon.edu

在以後五年, nanoenabled 產品的市場預計達一兆美元。 Nanomaterials 可能允許我們利用和存儲與增加的效率的能源,診斷和對待病症和提供我們以答復給我們面對作為一個全球社團的許多重要挑戰。 然而,儘管 nanoscience 可能傳送的許多承諾,對這些材料的我們的瞭解和方法控制他們的結構/屬性依然是細1

我們的能力綜合明確定義的 (範圍、形狀,構成) nanomaterials,適當地剪裁他們的表面化學和去除雜質2繼續是問題。 這些材料的充分的描述特性依然是富挑戰性,雖然我們需要的工具經常不可用的3。 缺乏對明確定義的材料的存取迷惑了我們的能力準確地估計他們的屬性,因而這個問題出現: 那些有趣電子屬性是否是數量分娩的結果或,因為我們沒有淨化我們的材料? 另外,儘管在多種 nanomaterials 有毒的增加的發行,沒有描述特性數據,關聯 nanomaterials 健康影響、有毒和安全性與材料的基礎物理屬性是難的。

給出這些重大的挑戰,重要研究領域是增加 nanomaterials 的安全性和有用性高效的 nanomanufacturing 的途徑的發展。 合併綠色化學的原則與 nanoscience 是接受這些挑戰并且允許能承受的納米技術的負責的發展的一個關鍵途徑。

更加安全的 Nanomaterials 和 Nanomanufacturing 主動性 (SNNI),在 2005年建立,增長在綠色化學和 nanoscience 外面合併十年前打算開發導致更加綠色和更加安全的 nanomaterials 的更加高效的 nanomanufacturing 的進程。 SNNI 表示在俄勒岡 Nanoscience 之間的一家合夥企業,并且微型工藝學設立 (ONAMI)和空軍研究實驗室,并且帶來 30 位高級研究員 (化學家、生物學家、材料科學家、物理學家和工程師) 保證 nanoscience 成熟一個能承受,負責的方式。

SNNI 研究員得以進入對浩大的一些的共享用戶設施和實驗室在 ONAMI 間在俄勒岡州立大學、俄勒岡的大學,波特蘭州立大學和和平的西北國家實驗室。 這些設施提供准許行業和學術 SNNI 研究員實現主動性目標的先進的評定和製造服務。

SNNI 內作早期工作在的一定數量的途徑開始提供我們對 nanomaterials 的健康與安全涵義的更加極大的瞭解。 一個示例是在化學家俄勒岡的大學的和生物學家之間的學科協作俄勒岡帶來精確度與他們的生物影響的詳細調查的納米顆粒綜合的州立大學的。

哈奇森組的研究員在俄勒岡的大學開發了被分析的, functionalized nanoparticles 不同的圖書館綜合的更加綠色的途徑。 使用配合基替換方法,通過採用綠色化學的原則,他們能極大增加產量,明示對 nanoparticles 的核心直徑的完全控制,并且,剪裁表面 functionalization。 向顯示的哈奇森組進一步使用滲濾, nanoparticles 純度可以調整2。 通過這些的組合處理,核心直徑,表面化學的作用,并且在金 nanoparticles 毒理學屬性的純度可以被學習一個全面方式。

俄勒岡州立大學的 SNNI 研究員開發了一個迅速處理量,描述的 nanomaterials 的作用活體內系統對使用胚胎 zebrafish 的脊椎動物的發展。 胚胎 zebrafish 是一個理想的平臺由於他們的迅速發展,存取對大樣本大小和由於他們的與更高的脊椎動物的分子,蜂窩電話和生理同源。

此精妙地敏感平臺允許 nanomaterial 交往和發生的回應的評估在性能上,形態,蜂窩電話和基因級別。 使用此系統,我們發現核心大小、表面 functionalization 和純度影響 nanoparticles 生物回應4。 與被充電的頂頭組的 Functionalized nanoparticles 比那些導致了更加相反的回應與中立配合基。 除範圍和表面化學之外,也發現增加的不純度影響了生物回應。

當這些數據獨自時地是有趣,他們提供的功能更加是。 由於我們可以建立範圍、化學和有毒之間的這些複雜關係,我們可以開始開發 nanoparticles 的設計規律保證我們利用有趣電子,并且這些 nanoparticles 提供的光學性能,當使這些材料減到最小時的潛伏風險1。 令人激動是這個情況此途徑可以被運用於實際上 nanomaterials 任何選件類,并且我們能學習金屬 nanoparticles、金屬氧化物 nanoparticles 以及球碳的其他類型。

採用積極,學科和合作途徑為認識到納米技術承諾將是重要的,當使潛在的健康和環境危險減到最小時。 當 nanomaterials 傾向於是高度複雜的時,此複雜聘用驚人地可調的屬性。 通過利用對 nanoscale 描述特性的創新途徑和關聯此與有毒數據,我們可以發展強大的結構活動關係,并且 nanomaterials 設計規律。 這些規律,我們可以開始利用 nanomaterials 承諾一個負責的方式一個 nanoenabled 遠期。


參考

1. 哈奇森, J.E. (2008) 更加綠色的 Nanoscience : 對納米技術, ACS 納諾 2, 395-402 的提前的應用和減少涵義的一個主動方法。
2. Sweeney、 S.F., Woehrle、 G.H. 和哈奇森、 J.E. (金子 Nanoparticles 的 2006) 迅速洗淨和粒析通過滲濾,美國化學會 128, 3190-3197 日記帳。
3. Richman、 E.K. 和哈奇森, J.E. (2009) Nanomaterial 描述特性瓶頸, ACS 納諾 3, 2441-2446。
4. 豎琴師、 S.、 Usenko、 C.、哈奇森、 J.E., Maddux、 B.L.S. 和 Tanguay、 R.L. (2008) 活體內 biodistribution 和有毒依靠 nanomaterial 結構、範圍、表面 functionalisation 和途徑的風險,實驗 Nanoscience 3, 195 - 206 日記帳。

版權 AZoNano.com, Bettye L.S. Maddux 博士 (更加安全的 Nanomaterials 和 Nanomanufacturing 主動性 (SNNI))

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

Last Update: 13. June 2013 23:02

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