Škály deskriptorů — od celých nanočástic přes základní buňku až po jednotlivé atomy. Kredit: University of Birmingham
Výzkumníci vyvinuli „knihovnu vlastností“, která pomáhá rychleji a efektivněji identifikovat dopad nanomateriálů na životní prostředí.
Zatímco nanomateriály přinesly užitek celé řadě průmyslových odvětví a způsobily revoluci v každodenním životě, existují obavy z potenciálních nepříznivých účinků – včetně toxických účinků po akumulaci v různých orgánech a nepřímých účinků transportu spoluznečišťujících látek.
Projekt NanoSolveIT financovaný Evropskou unií H2020 vyvíjí převratný počítačově založený integrovaný přístup k testování a hodnocení (IATA) pro ochranu životního prostředí a bezpečnost nanomateriálů.
Během posledních dvou let výzkumníci z Univerzita v Birminghamu spolupracovali s odborníky ze společnosti NovaMechanics v Nikósii na Kypru na vývoji systému pro podporu rozhodování ve formě samostatného otevřeného softwaru a cloudové platformy.
Tým vyvinul volně dostupnou cloudovou knihovnu obsahující úplnou fyzikálně-chemickou charakterizaci 69 nanomateriálů plus vypočítané molekulární deskriptory pro zvýšení hodnoty dostupných informací, jejichž podrobnosti jsou publikovány v NanoImpact.
Profesor Iseult Lynch z University of Birmingham k tomu uvedl: „Jedním z omezení rozšířené aplikace počítačových přístupů je nedostatek velkých dobře organizovaných vysoce kvalitních datových souborů nebo dat s odpovídajícími metadaty, která umožní interoperabilitu datových souborů a jejich kombinace k vytvoření větších datových sad.
"Zpřístupnění knihovny vypočítaných a experimentálních deskriptorů komunitě spolu s podrobným popisem toho, jak byly vypočteny, je prvním klíčovým krokem k vyplnění této mezery."
Vývoj cloudové knihovny nanomateriálů je pátou volně dostupnou webovou aplikací, kterou projekt dodal.
Antreas Afantitis ze společnosti NovaMechanics uvedl: „Za poslední dva roky tento projekt již přinesl některé velmi působivé výsledky s více než 30 publikacemi, díky čemuž je NanoSolveIT jedním z nejaktivnějších projektů v oblasti bezpečnosti nanomateriálů a informatiky.“
Obavy z nanomateriálů také vyvstávají, protože hodnocení rizik zaostává za vývojem produktu, zejména proto, že současné přístupy k hodnocení expozice, nebezpečí a rizik jsou drahé a časově náročné a často zahrnují testování na zvířecích modelech. Projekt NanoSolveIT se snaží tyto výzvy řešit.
Nejnovější vývoj si klade za cíl obohatit naše znalosti o vlastnostech nanomateriálů a jejich vazbě na (cytotoxický) účinek. Obohacená datová sada obsahuje více než 70 deskriptorů na nanomateriál.
Soubor dat byl použit k vývoji počítačově založeného pracovního postupu k predikci efektivního povrchového náboje nanomateriálů (zeta-potenciál) na základě sady deskriptorů, které lze použít k navrhování a výrobě bezpečnějších a funkčnějších nanomateriálů.
Výsledný prediktivní model analogického přístupu byl veřejně a volně dostupný jako a webová služba prostřednictvím projektu Horizon 2020 (H2020) NanoCommons a prostřednictvím H2020 NanoSolveIT Cloudová platforma zajistit dostupnost pro komunitu a zainteresované strany.
Kromě toho je úplný soubor dat připravený pro další výpočetní modelování dostupný prostřednictvím databáze NanoPharos, protože projektové konsorcium podporuje principy FAIR dat – zavazuje se, že jeho data budou dohledatelná, přístupná, interoperabilní a znovu použitelná.
