Leíró skálák – a teljes nanorészecskétől az egységcellán át az egyes atomokig. Köszönet: Birminghami Egyetem
A kutatók kifejlesztették a „tulajdonságok könyvtárát”, hogy segítsenek gyorsabban és költséghatékonyabban azonosítani a nanoanyagok környezeti hatását.
Míg a nanoanyagok számos iparág számára előnyösek, és forradalmasították a mindennapi életet, aggodalomra ad okot a lehetséges káros hatások – beleértve a különböző szervekben való felhalmozódást követő toxikus hatásokat és a társszennyező anyagok szállításából származó közvetett hatásokat.
Az Európai Unió H2020 által finanszírozott NanoSolveIT projektje egy úttörő számítógép-alapú integrált vizsgálati és értékelési megközelítést (IATA) fejleszt ki a nanoanyagok környezeti egészségére és biztonságára vonatkozóan.
Az elmúlt két évben a kutatók a Birmingham Egyetem a ciprusi nicosiai NovaMechanics szakértőivel dolgoztak egy döntéstámogató rendszer kifejlesztésén, önálló nyílt szoftver és felhőplatform formájában.
A csapat kifejlesztett egy ingyenesen elérhető felhőkönyvtárat, amely 69 nanoanyag teljes fizikai-kémiai jellemzését tartalmazza, valamint számított molekuláris leírókat, hogy növelje a rendelkezésre álló információk értékét. Ennek részleteit a NanoImpact publikálja.
Iseult Lynch professzor, a Birminghami Egyetemről megjegyezte: „A számítógép-alapú megközelítések széles körű alkalmazásának egyik korlátja a nagy, jól szervezett, jó minőségű adatkészletek vagy a megfelelő metaadatokkal rendelkező adatok hiánya, amelyek lehetővé teszik az adatkészletek interoperabilitását és kombinációja nagyobb adatkészletek létrehozásához.
„A kiszámított és kísérleti leírók könyvtárának elérhetővé tétele a közösség számára a számítási módszerük részletes leírásával együtt az első kulcsfontosságú lépés ennek az adathiánynak a pótlása felé.”
A felhő alapú nanoanyag-könyvtár fejlesztése az ötödik szabadon elérhető web-alapú alkalmazás, amelyet a projekt szállított.
Antreas Afantitis, a NovaMechanics munkatársa így nyilatkozott: „Az elmúlt két évben ez a projekt már több mint 30 publikációval több lenyűgöző eredményt hozott, így a NanoSolveIT az egyik legaktívabb projekt a nanoanyagbiztonsági és informatikai térben.”
A nanoanyagokkal kapcsolatos aggodalmak is felmerülnek, mivel a kockázatértékelés elmarad a termékfejlesztés mögött, főként azért, mert az expozíció, a veszély és a kockázat értékelésének jelenlegi megközelítései drágák és időigényesek, és gyakran állatmodelleken végzett vizsgálatokat is tartalmaznak. A NanoSolveIT projekt ezekre a kihívásokra törekszik.
A legújabb fejlesztés célja, hogy gazdagítsa ismereteinket a nanoanyagok tulajdonságairól és a tulajdonság és a (citotoxikus) hatás közötti kapcsolatról. A gazdagított adatkészlet több mint 70 leírót tartalmaz nanoanyagonként.
Az adatkészletet számítógépes munkafolyamat kifejlesztésére használták fel a nanoanyagok effektív felületi töltésének (zéta-potenciál) előrejelzésére olyan leírók alapján, amelyek segítségével biztonságosabb és funkcionálisabb nanoanyagok tervezése és előállítása lehetséges.
Az eredményül kapott prediktív kereszthivatkozási modellt nyilvánosan és szabadon elérhetővé tették a webes szolgáltatás a Horizont 2020 (H2020) NanoCommons projekten és a H2020 NanoSolveIT-en keresztül Felhő platform a közösség és az érdekelt felek hozzáférésének biztosítása.
Ezen túlmenően a teljes adatkészlet, amely készen áll a további számítási modellezésre, elérhető a NanoPharos adatbázison keresztül, mivel a projektkonzorcium támogatja a FAIR adatelveket – vállalva, hogy adatait megtalálhatóvá, hozzáférhetővé, átjárhatóvá és újrafelhasználhatóvá teszi.
