Examen du Saint Graal de Nanotechnologie : Coffre-fort Par Design

M. Tintement de Sortie, Conseiller Supérieur de la Science, Institut National de la Science de Santé Environnementale, Instituts de la Santé Nationaux
Auteur Correspondant : stinkle@niehs.nih.gov

Les nanomaterials Conçus (ENM) représentent une percée significative dans le design et le développement matériels. Les propriétés de tranche de temps qui apparaissent de leur échelle, l'architecture précise, et les attributs de bureau d'études fournissent l'opportunité considérable de résoudre des problèmes dans de diverses zones telles que le médicament, l'électronique, l'énergie, l'exploration d'espace, la purification d'eau, et la mémoire de nourriture. Les articles Nombreux de recherches ont examiné la sensibilité de la relation de l'échelle, de la structure, de la composition, et des propriétés émergentes des nanomaterials à leur comportement dans les systèmes biologiques et l'environnement.

Cette relation entre le design et le comportement précis a mené à la proposition que des nanomaterials peuvent être conçus pour être Sûrs Par Design (SxD), c.-à-d., conçu pour maximiser leur avantage dans la résolution des problèmes et le développement de produits tout en posant le risque minimal à la santé des personnes et à l'environnement. Tandis Que SxD est un concept extrêmement attrayant, il peut être utile d'examiner les suppositions qui sont à la base de lui, ainsi que les conséquences qui pourraient être engendrées par lui. L'examen se produisant est forcément sélecteur et destiné pour être provocation pensée, non complète.

Premièrement, SxD présuppose l'existence des conceptions de bases crosscutting pour ENM dans des systèmes biologiques. Il suggère que, avec le concept d'une relation sensible de design-comportement, ce là contrastent les propriétés matérielles et chimiques d'ENM, ou un sous-ensemble de telles propriétés, qui supportent un comportement biologique donné dans les micro-environnements multiples. Vu le nombre exponentiel de combinaisons des propriétés matérielles et chimiques possibles à un ENM, cette supposition semble plausible, quoique contestant pour tester sur une échelle qui serait définitive.

SxD suggère également que les chercheurs puissent recenser les propriétés matérielles et chimiques, ou le sous-ensemble de propriétés, qui produisent les ensembles distincts d'avantageux ou d'effets inverses. Biologiquement, on pourrait anticiper que les propriétés d'ENM ont montré avantageux ou défavorable représentez deux fins d'un continuum, avec la majeure partie du comportement biologique se produisant entre les deux perches. (Par exemple, considérez un continuum de positif à la charge extérieure négative ou de hydrophillicity au hydrophobicity.)

Supplémentaire, SxD suppose que l'effet inverse peut être conçu à l'extérieur par la manipulation des propriétés matérielles et chimiques tandis que les propriétés avantageuses sont mises à jour. Cette ligne de pensée suggère que des modifications à un ENM que « tordez » un produit pour diminuer le risque d'un effet inverse puissent être apportées sans changer de manière significative l'avantage que l'ENM confère sur un produit.

Si ceci prouve vrai, il semblerait impliquer qu'il y a de seules solutions limitées de design mais combinaisons multiples des propriétés matérielles et chimiques qui produisent le même effet. Le défi de SxD alors serait de recenser les ensembles de propriétés matérielles et chimiques qui produisent les mêmes résultats dans les micro-environnements multiples, ainsi que la combinaison des propriétés matérielles et chimiques qui produit des résultats multiples et micro-environnement-dépendants.

Comme considération finale, l'attention croissante est donnée à analyse du cycle de vie d'un ENM, ou aux changements potentiels des propriétés matérielles et chimiques car mouvement d'ENM par l'environnement ou le corps humain. La Recherche récente suggère cela quand un ENM est exposé à un micro-environnement, une corona des substances environnementales minérales ou les molécules biologiques forment autour de l'ENM ; que la composition de cette corona est un fonctionnement des propriétés de surface d'ENM et du micro-environnement ; et que la réaction biologique à l'ENM est un fonctionnement des molécules comportant la corona. Cette hypothèse fournit le support pour SxD parce que le nombre de molécules qui pourraient former la corona sont plus limitées que les combinaisons possibles des propriétés matérielles et chimiques, ainsi que les modifications et les dérivés d'ENM qui pourrait être construit.

SxD est un concept intrigant avec le potentiel de guider la conception des produits et le développement d'ENM pour maximiser l'avantage et pour réduire à un minimum le risque aux êtres humains et à leur environnement. Principes Grands qui associent matériel et les propriétés chimiques au comportement pourraient être déterminées de la sélection rigoureuse et du test d'ENM et de micro-environnements, toutefois on devrait considérer le taux des coûts et rendements qui serait à la base de cette vaste enquête sur les conceptions de bases contrairement peut-être à moins d'analyse produit-particulière chère de risque et d'avantage.

Droit d'auteur AZoNano.com, M. Sally Tinkle (Institut National de la Science de Santé Environnementale, Instituts de la Santé Nationaux)

Date Added: Feb 14, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:10

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