Échelles de descripteurs - de la nanoparticule entière à la cellule unitaire en passant par les atomes individuels. Crédit : Université de Birmingham
Les chercheurs ont développé une «bibliothèque de propriétés» pour aider à identifier l'impact environnemental des nanomatériaux plus rapidement et de manière plus rentable.
Alors que les nanomatériaux ont profité à un large éventail d'industries et révolutionné la vie quotidienne, des inquiétudes subsistent quant à leurs effets indésirables potentiels, notamment les effets toxiques résultant de l'accumulation dans différents organes et les effets indirects du transport de co-polluants.
Le projet NanoSolveIT, financé par l'Union européenne H2020, développe une approche informatisée révolutionnaire de l'approche intégrée des tests et de l'évaluation (IATA) pour la santé et la sécurité environnementales des nanomatériaux.
Au cours des deux dernières années, des chercheurs du Université de Birmingham ont travaillé avec des experts de NovaMechanics, à Nicosie, à Chypre, pour développer un système d'aide à la décision sous la forme d'un logiciel ouvert autonome et d'une plate-forme Cloud.
L'équipe a développé une bibliothèque cloud disponible gratuitement contenant la caractérisation physicochimique complète de 69 nanomatériaux, ainsi que des descripteurs moléculaires calculés pour augmenter la valeur des informations disponibles, dont les détails sont publiés dans NanoImpact.
Le professeur Iseult Lynch, de l'Université de Birmingham, a commenté : "L'une des limites à l'application généralisée des approches informatiques est le manque de grands ensembles de données bien organisés de haute qualité, ou de données avec des métadonnées adéquates qui permettront l'interopérabilité des ensembles de données et leur combinaison pour créer de plus grands ensembles de données.
"Mettre la bibliothèque de descripteurs calculés et expérimentaux à la disposition de la communauté, ainsi que la description détaillée de la façon dont ils ont été calculés, est une première étape clé pour combler ce manque de données."
Le développement de la bibliothèque de nanomatériaux basée sur le cloud est la cinquième application Web disponible gratuitement que le projet a livrée.
Antreas Afantitis, de NovaMechanics, a commenté : « Au cours des deux dernières années, ce projet a déjà présenté des résultats très impressionnants avec plus de 30 publications, faisant de NanoSolveIT l'un des projets les plus actifs dans le domaine de la sécurité des nanomatériaux et de l'informatique.
Les nanomatériaux suscitent également des inquiétudes car l'évaluation des risques est en retard par rapport au développement des produits, principalement parce que les approches actuelles d'évaluation de l'exposition, des dangers et des risques sont coûteuses et chronophages, et impliquent fréquemment des tests sur des modèles animaux. Le projet NanoSolveIT aspire à relever ces défis.
Le dernier développement vise à enrichir nos connaissances sur les propriétés des nanomatériaux et le lien entre propriété et effet (cytotoxique). L'ensemble de données enrichi contient plus de 70 descripteurs par nanomatériau.
L'ensemble de données a été utilisé pour développer un flux de travail informatisé pour prédire la charge de surface effective des nanomatériaux (potentiel zêta) sur la base d'un ensemble de descripteurs qui peuvent être utilisés pour aider à concevoir et produire des nanomatériaux plus sûrs et plus fonctionnels.
Le modèle de lecture croisée prédictif qui en a résulté a été mis à la disposition du public et gratuitement en tant que service Web via le projet Horizon 2020 (H2020) NanoCommons et via le projet H2020 NanoSolveIT cloud Platform pour assurer l'accessibilité à la communauté et aux intervenants intéressés.
De plus, l'ensemble de données complet, prêt pour une modélisation informatique plus poussée, est disponible via la base de données NanoPharos, car le consortium du projet soutient les principes de données FAIR - en s'engageant à rendre ses données trouvables, accessibles, interopérables et réutilisables.
