Scale di descrittori: dall'intera nanoparticella alla cellula unitaria ai singoli atomi. Credito: Università di Birmingham
I ricercatori hanno sviluppato una "libreria di proprietà" per aiutare a identificare l'impatto ambientale dei nanomateriali in modo più rapido ed economico.
Sebbene i nanomateriali abbiano avvantaggiato un'ampia gamma di industrie e rivoluzionato la vita quotidiana, sussistono preoccupazioni per i potenziali effetti avversi, inclusi gli effetti tossici in seguito all'accumulo in diversi organi e gli effetti indiretti del trasporto di co-inquinanti.
Il progetto NanoSolveIT finanziato dall'Unione Europea H2020 sta sviluppando un innovativo approccio integrato al test e alla valutazione (IATA) basato su computer per la salute e la sicurezza ambientale dei nanomateriali.
Negli ultimi due anni, i ricercatori del Università di Birmingham hanno collaborato con esperti di NovaMechanics, a Nicosia, Cipro, per sviluppare un sistema di supporto alle decisioni sotto forma di software aperto autonomo e piattaforma cloud.
Il team ha sviluppato una libreria cloud disponibile gratuitamente contenente la caratterizzazione fisico-chimica completa di 69 nanomateriali, oltre a descrittori molecolari calcolati per aumentare il valore delle informazioni disponibili, i cui dettagli sono pubblicati su NanoImpact.
Il professor Iseult Lynch, dell'Università di Birmingham, ha commentato: "Uno dei limiti all'applicazione diffusa degli approcci basati su computer è la mancanza di grandi dataset di alta qualità e ben organizzati, o di dati con metadati adeguati che consentano l'interoperabilità dei dataset e la loro combinazione per creare set di dati più grandi.
"Rendere disponibile alla comunità la libreria di descrittori calcolati e sperimentali, insieme alla descrizione dettagliata di come sono stati calcolati, è un primo passo fondamentale per colmare questo divario di dati".
Lo sviluppo della libreria di nanomateriali basata su cloud è la quinta applicazione basata sul Web disponibile gratuitamente fornita dal progetto.
Antreas Afantitis, di NovaMechanics, ha commentato: "Negli ultimi due anni, questo progetto ha già presentato risultati molto impressionanti con più di 30 pubblicazioni, rendendo NanoSolveIT uno dei progetti più attivi nel campo della sicurezza dei nanomateriali e dell'informatica".
Stanno anche sorgendo preoccupazioni per i nanomateriali poiché la valutazione del rischio è in ritardo rispetto allo sviluppo del prodotto, principalmente perché gli attuali approcci alla valutazione dell'esposizione, del pericolo e del rischio sono costosi e richiedono molto tempo e spesso implicano la sperimentazione su modelli animali. Il progetto NanoSolveIT aspira ad affrontare queste sfide.
L'ultimo sviluppo mira ad arricchire la nostra conoscenza delle proprietà dei nanomateriali e del collegamento tra la proprietà e l'effetto (citotossico). Il set di dati arricchito contiene oltre 70 descrittori per nanomateriale.
Il set di dati è stato utilizzato per sviluppare un flusso di lavoro computerizzato per prevedere la carica superficiale effettiva (potenziale zeta) dei nanomateriali sulla base di una serie di descrittori che possono essere utilizzati per aiutare a progettare e produrre nanomateriali più sicuri e funzionali.
Il risultante modello predittivo read-across è stato reso pubblicamente e liberamente disponibile come a servizio web tramite il progetto Horizon 2020 (H2020) NanoCommons e tramite il progetto H2020 NanoSolveIT cloud Platform per garantire l'accessibilità alla comunità e alle parti interessate.
Inoltre, l'intero set di dati, pronto per un'ulteriore modellazione computazionale, è disponibile attraverso il database NanoPharos, poiché il consorzio del progetto supporta i principi dei dati FAIR, impegnandosi a rendere i propri dati reperibili, accessibili, interoperabili e riutilizzabili.
