Κλίμακες περιγραφικών δεικτών — από ολόκληρο νανοσωματίδιο σε μοναδιαίο κύτταρο έως μεμονωμένα άτομα. Πίστωση: Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια «βιβλιοθήκη ιδιοτήτων» για να βοηθήσουν στον εντοπισμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των νανοϋλικών γρηγορότερα και πιο οικονομικά.
Ενώ τα νανοϋλικά έχουν ωφελήσει ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών και έφεραν επανάσταση στην καθημερινή ζωή, υπάρχουν ανησυχίες για πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις — συμπεριλαμβανομένων των τοξικών επιδράσεων μετά τη συσσώρευση σε διαφορετικά όργανα και των έμμεσων επιπτώσεων από τη μεταφορά συμρρύπων.
Το έργο NanoSolveIT που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση H2020 αναπτύσσει μια πρωτοποριακή Ολοκληρωμένη Προσέγγιση Δοκιμών και Αξιολόγησης (IATA) βασισμένη σε υπολογιστή για την περιβαλλοντική υγεία και ασφάλεια των νανοϋλικών.
Τα τελευταία δύο χρόνια, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ έχουν συνεργαστεί με ειδικούς στη NovaMechanics, στη Λευκωσία, στην Κύπρο για την ανάπτυξη ενός συστήματος υποστήριξης αποφάσεων με τη μορφή τόσο αυτόνομου ανοιχτού λογισμικού όσο και πλατφόρμας Cloud.
Η ομάδα έχει αναπτύξει μια δωρεάν διαθέσιμη βιβλιοθήκη cloud που περιέχει πλήρη φυσικοχημικό χαρακτηρισμό 69 νανοϋλικών, καθώς και υπολογισμένους μοριακούς περιγραφείς για να αυξήσει την αξία των διαθέσιμων πληροφοριών, λεπτομέρειες της οποίας δημοσιεύονται στο NanoImpact.
Ο καθηγητής Iseult Lynch, από το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ σχολίασε: «Ένας από τους περιορισμούς στην ευρεία εφαρμογή προσεγγίσεων που βασίζονται σε υπολογιστή είναι η έλλειψη μεγάλων καλά οργανωμένων συνόλων δεδομένων υψηλής ποιότητας ή δεδομένων με επαρκή μεταδεδομένα που θα επιτρέψουν τη διαλειτουργικότητα των δεδομένων και τους συνδυασμό για τη δημιουργία μεγαλύτερων συνόλων δεδομένων.
«Η διάθεση της βιβλιοθήκης των υπολογισμένων και πειραματικών περιγραφέων στην κοινότητα, μαζί με τη λεπτομερή περιγραφή του τρόπου υπολογισμού τους, είναι ένα βασικό πρώτο βήμα για την κάλυψη αυτού του κενού δεδομένων».
Η ανάπτυξη της βιβλιοθήκης νανοϋλικών που βασίζεται σε σύννεφο είναι η πέμπτη δωρεάν διαθέσιμη διαδικτυακή εφαρμογή που παρέδωσε το έργο.
Ο Αντρέας Αφαντίτης, από τη NovaMechanics, σχολίασε: «Τα τελευταία δύο χρόνια, αυτό το έργο έχει ήδη παρουσιάσει μερικά πολύ εντυπωσιακά αποτελέσματα με περισσότερες από 30 δημοσιεύσεις, καθιστώντας το NanoSolveIT ένα από τα πιο ενεργά έργα στον χώρο της ασφάλειας των νανοϋλικών και της πληροφορικής».
Προκύπτουν επίσης ανησυχίες για τα νανοϋλικά καθώς η αξιολόγηση κινδύνου υστερεί σε σχέση με την ανάπτυξη προϊόντων, κυρίως επειδή οι τρέχουσες προσεγγίσεις για την αξιολόγηση της έκθεσης, του κινδύνου και του κινδύνου είναι δαπανηρές και χρονοβόρες και συχνά περιλαμβάνουν δοκιμές σε ζωικά μοντέλα. Το έργο NanoSolveIT φιλοδοξεί να αντιμετωπίσει αυτές τις προκλήσεις.
Η τελευταία εξέλιξη στοχεύει να εμπλουτίσει τις γνώσεις μας για τις ιδιότητες των νανοϋλικών και τη σύνδεση από την ιδιότητα με το (κυτταροτοξικό) αποτέλεσμα. Το εμπλουτισμένο σύνολο δεδομένων περιέχει πάνω από 70 περιγραφείς ανά νανοϋλικό.
Το σύνολο δεδομένων χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη μιας ροής εργασίας βασισμένη σε υπολογιστή για την πρόβλεψη του αποτελεσματικού επιφανειακού φορτίου των νανοϋλικών (ζήτα-δυναμικό) με βάση ένα σύνολο περιγραφικών παραγόντων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν στο σχεδιασμό και την παραγωγή ασφαλέστερων και πιο λειτουργικών νανοϋλικών.
Το προκύπτον προγνωστικό μοντέλο ανάγνωσης έχει γίνει δημόσια και δωρεάν διαθέσιμο ως α διαδικτυακή υπηρεσία μέσω του έργου Horizon 2020 (H2020) NanoCommons και μέσω του H2020 NanoSolveIT Cloud Platform για να διασφαλιστεί η προσβασιμότητα στην κοινότητα και στους ενδιαφερόμενους φορείς.
Επιπλέον, το πλήρες σύνολο δεδομένων, έτοιμο για περαιτέρω υπολογιστική μοντελοποίηση, είναι διαθέσιμο μέσω της βάσης δεδομένων NanoPharos, καθώς η κοινοπραξία του έργου υποστηρίζει τις αρχές δεδομένων FAIR — δεσμευόμενη να κάνει τα δεδομένα του ευρεσιτεχνικά, προσβάσιμα, διαλειτουργικά και επαναχρησιμοποιήσιμα.
