Esame del Sacro Graal di Nanotecnologia: Cassaforte da Progettazione

Il Dott. Battuta Suona, Consigliere Senior di Scienza, Istituto Nazionale di Scienza di Salute ambientale, Istituti della Sanità Nazionali
Autore Corrispondente: stinkle@niehs.nih.gov

I nanomaterials Costruiti (ENM) rappresentano un'innovazione significativa nella progettazione e nello sviluppo materiali. I beni di quantum che emergono dal loro disgaggio, l'architettura precisa e gli attributi di assistenza tecnica forniscono la considerevole opportunità di risolvere i problemi in tali diverse aree come la medicina, l'elettronica, l'energia, l'esplorazione spaziale, la depurazione delle acque e l'archiviazione dell'alimento. I Numerosi articoli della ricerca hanno esaminato la sensibilità della relazione tra il disgaggio, la struttura, la composizione ed i beni emergenti dei nanomaterials e il loro comportamento nei sistemi biologici e nell'ambiente.

Questa relazione fra progettazione e comportamento precisi piombo alla proposta che i nanomaterials possono essere costruiti per essere Sicuri Da Progettazione (SxD), cioè, destinato per massimizzare il loro vantaggio nella soluzione dei problemi e nello sviluppo di prodotto mentre comportano il rischio minimo alle sanità ed all'ambiente. Mentre SxD è un concetto estremamente attraente, può essere utile esaminare i presupposti che lo sono alla base come pure le conseguenze che potrebbero essere generate da. L'esame di continuazione è necessariamente selettivo e progettato essere provocazione pensata, non completa.

In Primo Luogo, SxD presuppone l'esistenza dei principi di progettazione crosscutting per ENM nei sistemi biologici. Suggerisce che, contrariamente al concetto di una relazione sensibile di progettazione-comportamento, quello là sia beni fisici e chimici di ENM, o un sottoinsieme di tali beni, che supportano un comportamento biologico dato nei microenvironments multipli. Dato il numero esponenziale delle combinazioni di beni fisici e chimici possibili per un ENM, questo presupposto sembra plausibile, anche se sfidando per provare su un disgaggio che sarebbe definitivo.

SxD egualmente suggerisce che i ricercatori possano identificare i beni fisici e chimici, o il sottoinsieme dei beni, che producono gli insiemi distinti degli effetti contrari benefici o. Biologicamente, si potrebbe anticipare che i beni di ENM hanno designato utile o avverso rappresenti due conclusioni di un continuum, con la maggior parte del comportamento biologico che accade fra i due pali. (Per esempio, consideri un continuum da positivo alla carica superficiale negativa o dal hydrophillicity al hydrophobicity.)

Ulteriormente, SxD suppone che l'effetto contrario può essere costruito fuori con manipolazione dei beni fisici e chimici mentre i beni utili sono mantenuti. Questa riga di pensiero suggerisce che le modifiche ad un ENM che “il ritocco„ un prodotto per fare diminuire il rischio di effetto contrario può essere fatto senza significativamente cambiare il vantaggio il ENM conferisca su un prodotto.

Se questo si rivela fondato, sembrerebbe implicare che ci fossero soluzioni uniche limitate di progettazione ma combinazioni multiple di beni fisici e chimici che producono lo stesso effetto. La sfida di SxD poi sarebbe di identificare gli insiemi dei beni fisici e chimici che producono lo stesso risultato nei microenvironments multipli come pure la combinazione di beni fisici e chimici che produce i risultati multipli e microenvironment-dipendenti.

Come considerazione definitiva, attenzione aumentante sta prestanda ad analisi del ciclo di vita di un ENM, o ai cambiamenti potenziali nei beni fisici e chimici come movimento di ENM attraverso l'ambiente o il corpo umano. La ricerca Recente suggerisce quella quando un ENM è esposto ad un microenvironment, una corona delle sostanze ambientali inorganiche o le molecole biologiche si formano intorno al ENM; che la composizione di questa corona è una funzione dei beni della superficie di ENM e del microenvironment; e che la risposta biologica al ENM è una funzione delle molecole che comprendono la corona. Questa ipotesi fornisce il supporto per SxD in quanto il numero delle molecole che potrebbero formare la corona sono più limitate delle combinazioni possibili di beni fisici e chimici come pure modifiche e derivati di ENM che potrebbe essere costruito.

SxD è un concetto intrigante con il potenziale di guidare la progettazione e lo sviluppo di ENM per massimizzare il vantaggio e minimizzare il rischio agli esseri umani ed al loro ambiente. Vasti principi che collegano fisico ed i beni chimici a comportamento potrebbero essere risoluti dalla selezione attenta e dalla prova di ENM e dei microenvironments, comunque si dovrebbe considerare il rapporto costi-benefici che sarebbe alla base di questa estesa indagine sui principi di progettazione contrariamente forse alla meno analisi prodotto-specifica costosa del rischio e del vantaggio.

Copyright AZoNano.com, Dott. Sally Tinkle (Istituto Nazionale di Scienza di Salute ambientale, Istituti della Sanità Nazionali)

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

Last Update: 13. June 2013 23:17

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